(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備え、
前記仮想ビーム決定部は、
信号の宛先を示す宛先空間が決定された発信位置から自装置までの距離若しくはホップ数、
前記宛先空間が決定された発信時刻から現在時刻までの経過時間、又は
前記宛先空間から自装置までのホップ数、
の少なくともいずれかに基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
送信装置。
【請求項２】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備え、
アンテナの受信した信号が、残り可能ホップ数を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記残り可能ホップ数が１以上の場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定し、
アンテナ制御部は、当該信号に含まれる前記残り可能ホップ数が１つ減らされた信号を、アンテナに送信させる、
送信装置。
【請求項３】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備え、
前記アンテナが受信した信号の送信元である送信ノードから自装置までの距離を算出する距離算出部を備え、
アンテナの受信した信号が、当該信号の生成地点である発信位置から前記送信ノードまでの転送経路長を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記距離算出部の算出した距離を前記転送経路長に加算した総転送経路長が設定された範囲内である場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定し、
アンテナ制御部は、当該信号に含まれる前記転送経路長が前記総転送経路長に更新された信号を、アンテナに信号を送信させる、
送信装置。
【請求項４】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備え、
アンテナの受信した信号が、当該信号の経由した各ノードの識別情報を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記識別情報のなかに自装置の識別情報が含まれる場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
送信装置。
【請求項５】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備え、
アンテナの受信した信号が、信号の識別情報を含み、
自装置が送信した信号の送信履歴を当該信号のアンテナビームの照準及び形状と共に記憶する送信履歴記憶部を備え、
前記仮想ビーム決定部は、前記仮想ビームの照準及び形状を決定した信号と同一の信号が前記送信履歴記憶部に記憶されており、かつ、前記送信履歴記憶部に記憶されているアンテナビームの照準及び形状が前記仮想ビームの照準及び形状と重複する場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
送信装置。
【請求項６】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備え、
前記仮想ビーム決定部は、アンテナが信号を受信した時点から設定された待機時間の経過時点までの間に、アンテナが同一の信号を受信した場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
送信装置。
【請求項７】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備え、
アンテナの受信した信号が、信号の宛先を示す宛先空間を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記仮想ビームの照準と自装置に対する前記宛先空間への方角との差が設定された範囲を超える場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
送信装置。
【請求項８】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
自装置の周囲に位置するノードを検出するノード検出部と、
を備え、
アンテナの受信した信号が、当該信号の経由した各ノードの識別情報を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記識別情報のなかに前記ノード検出部の検出したノードの識別情報のすべてが含まれている場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
送信装置。
【請求項９】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
自装置の周囲に位置するノードを検出するノード検出部と、
前記ノード検出部の検出した各ノードにおける信号の受信履歴を記憶する受信履歴記憶部と、
を備え、
アンテナの受信した信号が、信号の識別情報を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記仮想ビームの照準及び形状を決定した信号と同一の信号を受信したノードを前記受信履歴記憶部から取得し、取得したノードに前記ノード検出部の検出した全てのノードが含まれている場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
送信装置。
【請求項１０】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
自装置の周囲に位置するノードを検出するノード検出部と、
を備え、
前記仮想ビーム決定部は、前記ノード検出部の検出したノード数に応じた確率で、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
送信装置。
【請求項１１】
自装置の周囲に位置するノードを検出するノード検出部を備え、
前記仮想ビーム決定部は、前記ノード検出部の検出したノードの位置に基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項１から７のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１２】
アンテナが信号を受信すると、前記方角検出部の検出結果を用いて当該信号が到来した到来方角を検出する到来方角検出部を備え、
前記仮想ビーム決定部は、前記到来方角検出部の検出した到来方角に基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項１から１１のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１３】
自装置の使用する電波環境を検出する電波環境検出部を備え、
前記仮想ビーム決定部は、前記電波環境検出部の検出した電波環境に基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項１から１２のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１４】
前記仮想ビーム決定部は、自装置の高度に基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項１から１３のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１５】
前記仮想ビーム決定部は、自装置の周辺の情報を取得し、当該情報に基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項１から１４のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１６】
前記仮想ビーム決定部は、自装置の電池残量に基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項１から１５のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１７】
アンテナの受信した信号が、保存期限を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記信号の受信時刻が前記保存期限内である場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項１から１６のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１８】
アンテナの受信した信号が、信号の生成地点である発信位置を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記位置検出部の取得した地理的位置が前記発信位置から設定された範囲内である場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項１から１７のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１９】
アンテナの受信した信号が、信号の宛先を示す宛先空間を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記位置検出部の取得した地理的位置が前記宛先空間を基点として設定された範囲内である場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項１から１８のいずれかに記載の送信装置。
【請求項２０】
フレームを送信する発信ノードと、
フレームを転送する転送ノードと、
フレームを受信する宛先ノードと、
を備え、
前記発信ノード及び前記転送ノードの少なくともいずれかが、請求項１から１９のいずれかに記載の送信装置を含む、
通信システム。
【請求項２１】
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出ステップと、
方角を検出する方角検出ステップと、
前記位置検出ステップで取得した地理的位置及び前記方角検出ステップで検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定ステップと、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御ステップと、
を備え、
前記仮想ビーム決定ステップは、
信号の宛先を示す宛先空間が決定された発信位置から自装置までの距離若しくはホップ数、
前記宛先空間が決定された発信時刻から現在時刻までの経過時間、又は
前記宛先空間から自装置までのホップ数、
の少なくともいずれかに基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
送信方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の各ステップをコンピュータに実行させるための送信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号を送信する送信装置、送信方法及び送信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）やＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）の技術革新によって、車・船舶・航空機等の移動体の半自動化・完全自動化が進んでいる。移動体の自動化、並びに移動体同士または移動体と人との間の協調作業、情報共有のためには、近接する移動体間の瞬間的な一対一又は一対多の通信が必要である（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
非特許文献１の通信システムは、前方と後方の２つの指向性アンテナを備える通信装置を車両に搭載し、車両の前方から受信した信号は車両の後方へ、車両の後方から受信した信号は車両の前方に、片方向転送を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】栗林他、「ＶＡＮＥＴのための遅延耐性を有するブロードキャスト通信方式の特性分析」、電子情報通信学会技術研究報告．ＩＮ、情報ネットワーク  １０９（３７）、ｐｐ．１９−２４、２００９−０５−１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
任意の移動体間の意思疎通のためには、移動体の空間的位置関係を用いた柔軟な通信を行うことが好ましい。特に任意の方向に移動可能なドローンやロボットの場合、信号の転送の方向が定まらない。非特許文献１のシステムは、信号の転送の方向が前方又は後方だけであるため、任意の方向に移動可能な移動体には適用できない。
【０００６】
そこで、本発明は、任意の方向に移動可能な移動体間の意思疎通を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
具体的には、本発明に係る送信装置は、
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備える。
【０００８】
具体的には、本発明に係る送信方法は、
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出ステップと、
方角を検出する方角検出ステップと、
前記位置検出ステップで取得した地理的位置及び前記方角検出ステップで検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定ステップと、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御ステップと、
を備える。
【０００９】
具体的には、本発明に係る送信プログラムは、本発明に係る送信方法に備わる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。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いてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、任意の方向に移動可能な移動体間の意思疎通を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る通信システムの一例を示す。
【図２】本実施形態に係る通信機能の階層構造の一例を示す。
【図３】本実施形態に係る通信装置の構成例を示す。
【図４】仮想ビームとアンテナビームの一例を示す。
【図５】仮想ビームの照準を特定する座標の一例を示す。
【図６】実施形態２に係る仮想ビームＢＩの第１例を示す。
【図７】実施形態２に係る仮想ビームＢＩの第２例を示す。
【図８】実施形態２に係る仮想ビームＢＩの第３例を示す。
【図９】実施形態２に係る仮想ビームＢＩの第４例を示す。
【図１０】実施形態２に係る仮想ビームＢＩの第５例を示す。
【図１１】実施形態２に係る仮想ビームＢＩの第６例を示す。
【図１２】実施形態２に係る仮想ビームＢＩの第７例を示す。
【図１３】実施形態２に係る仮想ビームＢＩの第８例を示す。
【図１４】実施形態３に係る通信装置の一例を示す。
【図１５】実施形態３に係る仮想ビームＢＩの第１例を示す。
【図１６】実施形態３に係る仮想ビームＢＩの第２例を示す。
【図１７】実施形態３に係る仮想ビームＢＩの第３例を示す。
【図１８】実施形態４に係る通信装置の一例を示す。
【図１９】実施形態４に係る仮想ビームＢＩの第１例を示す。
【図２０】実施形態４に係る仮想ビームＢＩの第２例を示す。
【図２１】実施形態４に係る仮想ビームＢＩの第３例を示す。
【図２２】実施形態５に係る通信装置の一例を示す。
【図２３】実施形態５に係る仮想ビームＢＩの一例を示す。
【図２４】実施形態７に係る通信装置の一例を示す。
【図２５】実施形態７に係る仮想ビームＢＩの一例を示す。
【図２６】実施形態９〜１１に係る通信システムの構成例を示す。
【図２７】実施形態１０に係る通信システムの構成例を示す。
【図２８】実施形態１１に係る通信システムの構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１３】
（実施形態１）
図１に、本実施形態に係る通信システムの一例を示す。本実施形態に係る通信システムは、移動可能な移動体に搭載された複数の通信装置９１を備える。移動体は任意であり、例えば、人又はロボットである。移動体の移動範囲は任意であり、例えば、自動車若しくは列車のように地上であってもよいし、ボート、ヨット又は潜水艦のように水上又は水中であってもよいし、ドローン、航空機、衛星又は探査機のように空中又は宇宙であってもよい。本実施形態に係る通信システムは、各通信装置９１−１、９１−２、・・・９１−Ｎの協調動作のために、ＲＣＬ（Ｒｅｌａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｌａｙｅｒ）を用いることが好ましい。
【００１４】
図２に、通信装置９１に備わる通信機能の階層構造の一例を示す。本実施形態における通信装置９１の機能は、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルの７階層、またはＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モデルの４階層に新たに１つ新しい層（ＲＣＬ：Ｒｅｌａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｌａｙｅｒ）を追加し、新規に追加したＲＣＬの機能として実現する。ＲＣＬの上位層はＴＣＰ／ＩＰモデルのインターネット層であっても、今後新たに登場する新規のネットワーク層／トランスポート層でもよい。ネットワークインタフェース層は、既存のＷｉＦｉ（登録商標）やＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）でもよいし、今後登場する新規のネットワークインタフェース層でもよい。ＲＣＬは、フレーム単位で転送、送受信の処理を行い、フレームに対して処理に必要な情報を付加することもできる。本実施形態に係る通信システムは、事前のルーティングを必要とせずブロードキャスト転送を基本とするが、ルーティングプロトコルと協調して動作し、ユニキャスト転送を行ってもよい。
【００１５】
通信装置９１−１は、発信ノードとして機能し、フレームを送信する。通信装置９１−２は、転送ノードとして機能し、受信したフレームを転送する。通信装置９１−３は、宛先ノードとして機能し、フレームを受信する。発信ノード及び転送ノードは、フレームを送信する際は送信ノードとして機能する。転送ノード及び宛先ノードは、フレームを受信する際は受信ノードとして機能する。各通信装置９１は、送信ノードとして機能する際、フレームを送信する方角をフレームごとに決定し、その方角にフレームを送信する。
【００１６】
各通信装置９１は固有のノードＩＤを有し、各フレームは固有のフレームＩＤを有する。ノードＩＤは、各通信装置９１に固有な任意の識別情報であり、例えばＭＡＣアドレスである。フレームＩＤは、各フレームに固有な任意の識別情報であり、例えばシーケンス番号である。フレームＩＤは、発信ノードのノードＩＤと発信ノードで作成されたシーケンス番号の組み合わせであってもよい。
【００１７】
発信ノードは、自装置のノードＩＤ、シーケンス番号をフレームに含める。発信ノードは、さらに、自装置の位置を示す発信位置をフレームに含めてもよいし、フレームを送信した時刻を示す発信時刻をフレームに含めてもよい。
【００１８】
転送ノードは、自装置のノードＩＤをフレームに含める。転送ノードは、フレーム送信時の自装置の位置を示す送信位置をフレームに含めてもよい。転送ノードは、転送履歴をフレームに含めてもよい。転送履歴は、例えば、ホップ数又は転送経路長である。
【００１９】
図３に、本実施形態に係る通信装置の構成例を示す。本実施形態に係る通信装置９１は、位置検出部１１、方角検出部１２、ＲＣＬは内部に仮想ビーム決定部３１、アンテナ制御部３２、フレーム生成部３３、受信処理部３４を備える。ネットワークインタフェース層は、内部に送信アンテナ１４、受信アンテナ１５、を備える。
【００２０】
通信装置９１は、コンピュータを、通信装置９１に備わる各機能として機能させることで実現してもよい。この場合、通信装置９１内のＣＰＵ（不図示）が、記憶部（不図示）に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、各構成を実現する。
【００２１】
位置検出部１１は、自装置の絶対的な地理的位置を取得し、位置情報を出力する。取得方法は任意であり、例えば、衛星測位システムを用いることができる。方角検出部１２は、例えば地磁気センサ、加速度センサ又は方位センサであり、方角を検出し、方角情報を出力する。
【００２２】
フレーム生成部３３は、通信装置９１の送信するフレームを生成する。フレームは、ＲＣＬで処理されるＲＣＬフレームであることが好ましい。送信アンテナ１４は、アンテナ制御部３２からの制御に従って、無線信号を送信する。受信アンテナ１５は、無線信号を受信する。受信処理部３４は、フレームを受信する。
【００２３】
図４に、送信アンテナ１４の一例を示す。送信アンテナ１４Ａ〜１４Ｄは、通信装置９１に対して特定の方向に指向性を有し、ビームフォーミングの可能なアンテナであることが好ましい。通信装置９１と送信アンテナ１４Ａ〜１４Ｄの接続は固定であることから、いつ、どこで、どのアンテナがどの方向を向いているかを検知することができる。受信アンテナ１５は、送信アンテナ１４と同様に、通信装置９１に対して特定の方向に指向性を有していてもよい。また送信アンテナ１４及び受信アンテナ１５は共通のアンテナであってもよい。
【００２４】
なお、送信アンテナ１４Ａ〜１４Ｄの間に遮蔽板を設置することが好ましい。また送信アンテナ１４は、４本に限らず、２本、６本、８本などの任意の本数であってもよい。例えば、仮想ビームＢＩの宛先方角に応じてアンテナビームＢＡの方向が可変な送信アンテナ１４であれば、送信アンテナ１４の本数を１本にすることもできる。また、アンテナ１４Ａ〜１４Ｄが指向性を有する方向は、水平方向に限らず、図５に示すように、垂直方向であってもよい。
【００２５】
仮想ビーム決定部３１は、方角情報を用いて、送信アンテナ１４がどの方角を向いているのかを検出する。そして、仮想ビーム決定部３１は、位置情報及び方角情報を用いて、仮想ビームの照準及び形状を決定する。仮想ビームは、送信アンテナ１４から放射する理想的なビームである。アンテナ制御部３２は、フレーム生成部３３の生成したフレームを、送信アンテナ１４に送信させる。このとき、各送信アンテナ１４から送信されるアンテナビームが、仮想ビームに応じた照準及び形状を有するように、各送信アンテナ１４を制御する。これにより、通信装置９１は、通信装置が回転したり、移動したりしても、特定の絶対的な宛先方角に向けて、フレームを送信することができる。
【００２６】
このように、通信装置９１は、アンテナビームを特定の宛先方角に放射する。このため、送信アンテナ１４は、アンテナビームの照準及び形状が可変な指向性を有するアンテナであることが好ましい。また、通信装置９１は、特定の絶対的な宛先方角に向けてフレームを送信するため、通信装置９１同士の電波干渉を抑制しつつ、任意の方向に移動可能な移動体間の意思疎通を行うことができる。
【００２７】
図４に、仮想ビームとアンテナビームの一例を示す。送信アンテナ１４Ａ〜１４Ｄの各アンテナビームの照準がそれぞれ北東、南東、南西、北西であり、仮想ビームＢＩの照準ＳＩが北北東であり、仮想ビームＢＩのビーム形状を示す角度θＩが１３５°である場合、送信アンテナ１４Ａ及び１４ＤがアンテナビームＢＡを放射する。このとき、送信アンテナ１４Ｄは、仮想ビームＢＩと重複する範囲のみにアンテナビームＢＡを出力することが好ましい。また、送信すべき宛先方角を最もカバーしている送信アンテナ１４ＡのみがアンテナビームＢＡを出力してもよい。
【００２８】
仮想ビームの照準は任意であり、例えば、座標であってもよいし、方向であってもよい。座標は、例えば図５に示すような、南南東１５７．５°かつ距離２００ｍや、上４５°かつ２００ｍなどの、方向及び自装置からの距離である。座標は、例えば、北緯３５°４２’１８’’，東経１３９°４４’１３’’，高度１ｍなどの、緯度、経度及び高度の組み合わせである。方向は、例えば、南南東１５７．５°かつ上４５°などの水平方向及び垂直方向の指定であってもよい。
【００２９】
仮想ビームの形状は任意であり、例えば、球状又は楕円球状又はこれらの一部である。球状又は楕円球状の一部の場合、仮想ビームＢＩの形状は、照準ＳＩの座標と自装置と照準ＳＩとの直接の周りで球面を切り取る角度θＩでありうる。ただし、後述するように、仮想ビームＢＩの形状は、送信アンテナ１４の形成し易い任意の形状にすることができる。その場合、仮想ビームＢＩの形状は、角度θＩに代えて、送信アンテナ１４に応じた任意のパラメータとなる。
【００３０】
以上説明したように、各通信装置９１は、フレームを送信する際に、仮想ビームＢＩを決定し、これに応じてアンテナビームＢＡを放射する。このため、本実施形態に係る通信装置９１及びこれを用いた通信システムは、自装置の位置と通知メッセージをリレーする方向を絶対座標で認識して動作することができる。
【００３１】
（実施形態２）
本実施形態に係る通信装置９１は、宛先空間ＡＡに向けてフレームを送信する。仮想ビーム決定部３１は、フレームの宛先を示す宛先空間ＡＡに基づいて、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び形状を決定する。
【００３２】
宛先空間ＡＡは、宛先の座標から決定することができる。座標は、例えば、緯度、経度及び高度の組み合わせである。宛先空間ＡＡは、３次元空間を構成する複数の座標を含んでいてもよい。３次元空間の形状は、通信システムが利用される環境に応じた任意の形状とすることができ、例えば、方形、球、楕円球、コーン形状又はこれらの組み合わせが例示できる。例えば、部屋などの閉じた空間であれば、３次元空間の形状は方形となりうる。宛先空間ＡＡは、宛先ノードのノードＩＤから決定してもよい。この場合、宛先ノードのノードＩＤから、宛先ノードが位置する空間を導出し宛先空間ＡＡとする。宛先空間ＡＡは、宛先の座標又は宛先ノードの周囲の空間を含んでいてもよい。宛先空間ＡＡは、さらに時間に基づいて決定されてもよい。時間に基づいて決定する例として、電車の車両を宛先空間としたい場合、電車の運行状況と現在時刻に基づいて宛先空間ＡＡを決定する。
【００３３】
通信装置９１が宛先空間ＡＡに向けてフレームを送信するため、実施形態に係る通信システムは、宛先空間ＡＡへの情報配信を行うことができる。送信ノードが宛先空間ＡＡ外のとき、フレームを宛先空間ＡＡまで効率よく転送することができる。これにより、一定エリア内で利用可能なクーポンをエリアに近づく通信装置に配布したり、エリア内のサイネージに配布したりすることが可能になる。また送信ノードが宛先空間ＡＡ内のときには、フレームを宛先空間ＡＡ内に一様に過不足なく行きわたらせることができる。これにより、同一エリア内を移動するロボット同士の存在周知を行うことができる。宛先空間ＡＡは、自装置に対する宛先方角であってもよい。車やドローンなどが進行方向に発するアラート等に適用できる。特に交差点やカーブで有用である。
【００３４】
図６に、アンテナビームＢＡが宛先空間ＡＡに到達しない場合の仮想ビームＢＩの一例を示す。仮想ビームＢＩの照準ＳＩが通信装置９１と宛先空間ＡＡ内に位置する点を結ぶ直線上の座標であり、仮想ビームＢＩの形状を示す角度θＩ内に宛先空間ＡＡを含む。宛先空間ＡＡ内に位置する点は、宛先空間ＡＡ内に位置する１以上の任意の点とすることが可能であり、例えば、宛先空間ＡＡの中心に位置する点ＰＲＣであってもよいし、宛先空間ＡＡの端部に位置する点ＰＲＥであってもよい。
【００３５】
図７に、アンテナビームＢＡが宛先空間ＡＡに到達する場合の仮想ビームＢＩの一例を示す。仮想ビームＢＩの照準ＳＩが宛先空間ＡＡ内の座標であり、仮想ビームＢＩの形状が球であり、球を切り取る角度θＩ内に宛先空間ＡＡを含む。通信装置９１から宛先空間ＡＡまでの距離ＲＩが既知の場合、仮想ビーム決定部３１は、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び形状に加え、さらに仮想ビームＢＩの距離ＤＩを決定してもよい。
【００３６】
ここで、仮想ビームＢＩの形状を示す角度θＩは、発信ノードの発信位置からの距離によって異なってもよい。例えば、通信装置９１が周回衛星である場合、地球から遠い衛星ほど周回速度が速い。この場合、図８に示すように、通信装置９１−１の角度θＩ−１、通信装置９１−２の角度θＩ−２、通信装置９１−３の角度θＩ−３の順に、角度が大きくなることが好ましい。これにより、高度の高い周回衛星であっても受信確率を向上することができる。なお、発信ノードの発信位置からの距離は、直線距離に限らず、発信ノードからのホップ数であってもよいし、発信ノードからの転送経路長であってもよいし、発信ノードの発信時刻から現在時刻までの経過時間であってもよい。
【００３７】
仮想ビームＢＩの形状を示す角度θＩは、宛先空間ＡＡから自装置までの距離によって異なってもよい。例えば、宛先空間ＡＡが大きい場合、複数の転送ノードを用いて宛先空間ＡＡに転送する必要がある。この場合、図９に示すように、宛先空間ＡＡから自装置までの距離が短いほど仮想ビームＢＩの形状を示す角度θＩを大きくする。具体的には通信装置９１−１の角度θＩ−１、通信装置９１−２の角度θＩ−２、通信装置９１−３，９１−４の角度θＩ−３，θＩ−４の順に、角度が大きくなることが好ましい。これにより、宛先空間ＡＡが大きい場合であっても、宛先空間ＡＡ内の全域にフレームを転送することができる。なお、宛先空間ＡＡから自装置までの距離は、直線距離に限らず、宛先空間から自装置までのホップ数であってもよいし、宛先空間から自装置までの転送経路長であってもよいし、現在時刻から予め定められた制限時刻までの残り時間であってもよい。宛先空間ＡＡ内の宛先ノードの受信可能な電波の方向が限定されている場合においても有効である。
【００３８】
なお、仮想ビームＢＩの形状は球や楕円球に限らず異なる形状の立体であってもよい。例えば、図１０に示すように、円柱（楕円柱）を切り取った形状であってもよい。この場合、仮想ビームＢＩの形状は、高さＨＩを含む。
【００３９】
図１１に、通信装置９１が宛先空間ＡＡの端点に接する場合の仮想ビームＢＩの一例を示す。図１２に、通信装置９１が宛先空間ＡＡの一面に接する場合の仮想ビームＢＩの一例を示す。通信装置９１が宛先空間ＡＡの端点又は一面に接する場合、仮想ビームＢＩの照準ＳＩは宛先空間ＡＡ内の座標であり、仮想ビームＢＩの形状を示す角度θＩ内に宛先空間ＡＡを含む。図では、角度θＩの一例として、水平面であるｘｙ平面における角度θＩｘｙ、高さ方向を含むｘｚ平面における角度θＩｘｚ、高さ方向を含むｙｚ平面における角度θＩｙｚのうちのｘｚ平面についてのみ示した。図１１に示すように宛先空間ＡＡが直方体であり、直方体の頂点に通信装置９１が位置する場合、仮想ビームＢＩの形状は、宛先空間ＡＡを含む最小の球面の一部である１／８球面であり、度θＩｘｙ、角度θＩｘｚ及び角度θＩｙｚは９０°である。また図１２に示すように宛先空間ＡＡが直方体であり、直方体の面上に通信装置９１位置する場合、角度θＩｘｙは３６０°であり、角度θＩｘｚ及び角度θＩｙｚは１８０°である。
【００４０】
図１０〜図１２では仮想ビームＢＩの形状が角度θＩで定められる例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、屋内、道路上等を想定すると、図１３に示すように、仮想ビームＢＩは、多面体となりうる。この場合、宛先空間ＡＡの形状が特定できるよう、仮想ビームＢＩの形状は、宛先空間ＡＡを構成する線又は面に配置される１以上の参考点ＰＲを含む。仮想ビームＢＩが直方体の場合、仮想ビームＢＩの形状は、例えば、照準ＳＩと参考点ＰＲ２点の座標である。
【００４１】
また、仮想ビーム決定部３１は、宛先空間ＡＡの形状をそのまま仮想ビームＢＩの形状としてもよい。また、図１１〜図１３では宛先空間ＡＡが直方体（立方体）である例を示したが、宛先空間ＡＡの形状は任意である。例えば、円柱、楕円柱、球、楕円球であってもよい。
【００４２】
また、図１１〜図１３では通信装置９１が宛先空間ＡＡに接する例を示したが、通信装置９１は宛先空間ＡＡ内に位置していてもよい。この場合、仮想ビームＢＩの照準ＳＩを全方位又は∞とし、宛先空間ＡＡ内に一様に過不足なく行きわたらせることが好ましい。例えば、仮想ビームＢＩの形状が角度θＩで定められる場合、仮想ビームＢＩの形状を球形とする。宛先空間ＡＡがアンテナビームＢＡの到達範囲内である場合、球の半径ＲＩは、仮想ビームＢＩが宛先空間ＡＡを含む最小の球となるように定めることが好ましい。
【００４３】
また、仮想ビーム決定部３１は、宛先空間ＡＡの形状をそのまま仮想ビームＢＩの形状としてもよい。例えば、仮想ビームＢＩの形状が立方体の場合、仮想ビームＢＩの形状は、照準ＳＩと参考点ＰＲ２点の座標を用いて特定する。
【００４４】
なお、図１２では仮想ビームＢＩの中心に自装置である通信装置９１が配置される例を示した、仮想ビームＢＩに対する通信装置９１の位置は任意である。この場合、図１３と同様に、自装置に代わり中心点となる参考点ＰＲを別途指定する。
【００４５】
（実施形態３）
本実施形態に係る通信装置９１は、自装置の周囲に位置するノードに応じた宛先方角にフレームを送信する。図１４に、本実施形態に係る通信装置の一例を示す。本実施形態に係る通信装置９１はノード検出部４１を備える。ノード検出部４１は、自装置である通信装置９１の周囲に位置するノード９２を検出する。仮想ビーム決定部３１は、ノードの位置に基づいて、仮想ビームの照準ＳＩ及び形状を決定する。
【００４６】
ノードの検出方法は任意である。例えば、以下が例示できる。
（１）通常のフレームを利用する。例えば、各ノードは、自装置のノードＩＤをフレームに含める。ノードの位置は、フレーム内に送信元の位置（ＧＰＳ値：緯度、経度、高度を含む）を含めてもよいし、受信したフレームの電波強度から距離を推定してもよいし、受信したフレームの方向を推定可能なアンテナからの情報を利用してもよい。位置は、最新版を利用してもよいし、一定期間の平均値を利用してもよい。
【００４７】
（２）各リンクが保持している情報を利用する。例えば、ＷｉＦｉでは、Ｂｅａｃｏｎ受信状況により隣接ノード情報を保持しているので、その情報を取得して利用する。
【００４８】
（３）ノード検出用のフレームを利用する。例えば、各ノードがノード検出用のフレームを定期的に送信し、その受信状況に基づいて周辺のノードを検出する。ノード検出用のフレームに含まれる情報は（１）の方法と同様である。
【００４９】
図１５及び図１６に、仮想ビームＢＩの第１例及び第２例を示す。仮想ビームＢＩの第１例は、ノード９２の位置に合わせた仮想ビームＢＩの照準ＳＩ−１、ＳＩ−２及び角度θＩ−１、θＩ−２となっている。仮想ビームＢＩの第２例は、ノード９２の空間的分布に合わせた仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び角度θＩとなっている。仮想ビームＢＩの形状は、例えば、ノード９２の密度の高い領域のみが含まれるような形状である。
【００５０】
図１７に、仮想ビームＢＩの第３例を示す。仮想ビームＢＩの第３例は、転送元のノード９３を避けた仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び角度θＩとなっている。この場合、仮想ビーム決定部３１は、ノード検出部４１の検出したノードにフレームの転送元のノード９３が含まれているか否かを判定し、ノードのなかに転送元のノード９３が存在する場合、仮想ビームＢＩの領域内にノード９３が含まれないよう、仮想ビームＢＩの形状を決定する。無駄な電波の放出を抑え、消費電力削減、電波干渉の回避が期待できる。
【００５１】
図１５〜図１７では仮想ビームＢＩの形状が自装置と照準との直接の周りで球面を切り取る図６及び図７に示すような角度θＩである場合を示すが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、実施形態２において説明したように、球面を切り取った形状でない他の形状との組み合わせであってもよい。
【００５２】
また、仮想ビームＢＩの宛先方角は、宛先空間ＡＡとは反対の方角であってもよい。ノードが存在しない場合、宛先方角への電波発射が許可されていない場合などに、迂回路を探し出すことができる。
【００５３】
また、仮想ビーム決定部３１は、ノード検出部４１の検出したノードのなかから所定の条件をみたすものを選択し、選択したノードのみが含まれるように仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び形状を決定してもよい。所定の条件は、例えば、過去の通信成功度を管理し、通信成功度の高いノードのみを選択する方法がある。また、各ノード９２の移動速度が遅いノードのみを選択する方法がある。各ノード９２の電池残量が多いノードのみを選択する方法がある。各ノード９２の演算処理負荷が低いノードのみ選択する方法がある。自通信装置９１が対応可能な無線方式チャネル等のパラメータを持つノードのみを選択する方法がある。これらの方法でノードを選択することで、本実施形態に係る通信装置９１は、電波干渉を抑制しつつ、より確実に転送可能なノードに対してフレームを送信することができる。
【００５４】
（実施形態４）
本実施形態に係る通信装置９１は、フレームの到来方角に応じた宛先方角にフレームを送信する。図１８に、本実施形態に係る通信装置の一例を示す。本実施形態に係る通信装置９１は到来方角検出部４２を備える。到来方角検出部４２は、受信アンテナ１５がフレームを受信すると、方角検出部１２からの方角情報を用いて当該フレームが到来した到来方角を検出する。仮想ビーム決定部３１は、到来方角検出部４２の検出した到来方角に基づいて、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び形状を決定する。
【００５５】
受信アンテナ１５が図４に示す１４Ａ〜１４Ｄのように配置されており、１４Ａのみがフレームを受信した場合、到来方角検出部４２は、１４Ａの方角を到来方角として検出する。到来方角は、１４Ａの中心角ＣＡの方角であってもよいし、アンテナビームＢＡの全範囲の方角であってもよい。
【００５６】
図１９〜図２１に、仮想ビームＢＩの第１例〜第３例を示す。図１９に示した仮想ビームＢＩの第１例では、仮想ビーム決定部３１が、ノード９３の位置する到来方角とは反対方向を、仮想ビームＢＩの照準ＳＩに決定する。これにより、中継効果が得られる。図２０に示した仮想ビームＢＩの第２例では、仮想ビーム決定部３１が、ノード９３の位置する到来方角を除く範囲を、仮想ビームＢＩの形状に決定する。これにより、拡散効果が得られる。図２１に示した仮想ビームＢＩの第３例では、仮想ビーム決定部３１が、同一水平面上に配置されていたノード９３とは垂直な垂直面方向を、仮想ビームＢＩの照準ＳＩに決定する。これにより、中継面の転換を行うことができる。
【００５７】
（実施形態５）
本実施形態に係る通信装置９１は、電波環境に応じた宛先方角にフレームを送信する。図２２に、本実施形態に係る通信装置の一例を示す。本実施形態に係る通信装置９１は電波環境検出部４４を備える。電波環境検出部４４は、自装置である通信装置９１の周囲の電波使用状況を把握する。仮想ビーム決定部３１は、電波環境検出部４４の検出した電波環境に基づいて、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び形状を決定する。
【００５８】
図２３に、仮想ビームＢＩの一例を示す。同一周波数チャネルを利用する電波発生源９４が存在する場合、仮想ビーム決定部３１は、電波発生源９４を含まないように、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び角度θＩを決定する。電波発生源９４は、ノードに限らず、電波の到来方向であってもよい。
【００５９】
仮想ビーム決定部３１は、宛先方角に電波発生源が存在する場合は、電波発生源９４を含むように、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び角度θＩを決定してもよい。電波発生源に向けて送信することで、受信確度を上げる効果がある。また電波発生源９４の方角に送信する場合、仮想ビームＢＩの角度θＩを狭め、仮想ビームＢＩの距離ＤＩを長くとることで、同様に受信確度を向上することができる。
【００６０】
（実施形態６）
本実施形態に係る通信装置９１は、自装置の高度に応じた宛先方角にフレームを送信する。例えば、通信装置９１が図３と同様の構成を備え、位置検出部１１が自装置の高度を検出する。仮想ビーム決定部３１は、自装置の高度に基づいて、仮想ビームの照準ＳＩ及び形状を決定する。
【００６１】
例えば、位置検出部１１が飛行中であることを示す高度を検出した場合、仮想ビーム決定部３１は、図５に示す下−９０°を、仮想ビームＢＩの照準ＳＩに決定する。一方、位置検出部１１が地上を走行中であることを示す高度を検出した場合、仮想ビーム決定部３１は、図５に示す水平０°を、仮想ビームＢＩの照準ＳＩに決定する。これにより、空中に位置する場合は地上に向けてフレームを送信し、地上の場合は地上に向けてフレームを送信することができる。
【００６２】
（実施形態７）
本実施形態に係る通信装置９１は、自装置の周辺の情報に応じた宛先方角にフレームを送信する。図２４に、本実施形態に係る通信装置の一例を示す。本実施形態に係る通信装置９１は情報取得部４５を備える。情報取得部４５は、自装置の周辺の情報を取得する。仮想ビーム決定部３１は、当該情報に基づいて、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び形状を決定する。自装置の周辺の情報は、例えば、地図情報又は電波環境情報である。
【００６３】
図２５に、仮想ビームＢＩの一例を示す。自装置の周囲に電波を妨害する障害物９５が存在する場合、仮想ビーム決定部３１は、障害物９５を避けるように、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び角度θＩを決定する。障害物９５は、例えば、ビルなどの構造物、電波を共用する他の通信システムの通信領域である。時刻によって障害物９５の有無が変わる場合、自装置の周辺の情報として、時間の情報が含まれていてもよい。
【００６４】
（実施形態８）
本実施形態に係る通信装置９１は、自装置の電池残量に応じた宛先方角、範囲にフレームを送信する。例えば、通信装置９１が図３と同様の構成を備え、仮想ビーム決定部３１が自装置の電池残量を取得する。仮想ビーム決定部３１は、自装置の電池残量に基づいて、仮想ビームの照準及び形状を決定する。
【００６５】
例えば、電池残量が多い場合は角度θＩを広くし、電池残量が少ない場合は角度θＩを狭くする。角度θＩを狭くすることで、図４に示す送信アンテナ１４Ａ〜１４Ｄのうちの稼働させるアンテナの数を減らすことができる。これにより、消費電力を低減することができる。またビームフォーミング可能なアンテナであれば、範囲が狭まるとアンテナの出力電力も抑えられ、消費電力の削減効果がある。電池残量が多い場合は仮想ビームＢＩの距離ＤＩを長くし、電池残量が少ない場合は仮想ビームＢＩの距離ＤＩを短くしてもよい。
【００６６】
（実施形態９）
本実施形態に係る通信装置９１は、無限のフレームの転送を防ぐための機能を有する。以下、図２６を参照しながら説明する。図２６は、発信ノードとして機能する通信装置９１−１から送信されたフレームが、通信装置９１−４及び９１−５、通信装置９１−６で順に転送され、宛先空間ＡＡに位置する通信装置９１−９及び９１−１０で受信される例を示す。
【００６７】
例えば、通信装置９１が図３と同様の構成を備え、フレームが保存期限を含む。通信装置９１−１において、フレーム生成部３３が、保存期限をフレームに含める。通信装置９１−４、９１−５、９１−６において、受信処理部３４は、フレームから保存期限を読み出し、仮想ビーム決定部３１に出力する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、フレームの受信時刻が保存期限内である場合に、仮想ビームＢＩの照準及び形状を決定する。通信装置９１−９、９１−１０においてフレームの受信時刻が保存期限を過ぎている場合、通信装置９１−９、９１−１０はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
【００６８】
例えば、通信装置９１が図３と同様の構成を備え、フレームがフレームの生成地点である発信位置を含む。通信装置９１−１において、フレーム生成部３３は、位置検出部１１の検出した位置を発信位置としてフレームに含める。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、受信処理部３４は、フレームから発信位置を読み出し、仮想ビーム決定部３１に出力する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、位置検出部１１の取得した地理的位置が発信位置から設定された範囲内である場合に、仮想ビームＢＩの照準及び形状を決定する。この設定された範囲は、予め定められたしきい値を用いてもよいし、自装置の状況に応じてしきい値を変更してもよい。通信装置９１−９、９１−１０において位置検出部１１の取得した地理的位置が発信位置から設定された範囲外である場合、通信装置９１−９、９１−１０はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
【００６９】
例えば、通信装置９１が図３と同様の構成を備え、フレームが宛先空間ＡＡを含む。通信装置９１−１において、フレーム生成部３３は、宛先空間ＡＡをフレームに含める。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、受信処理部３４は、フレームから宛先空間ＡＡを読み出し、仮想ビーム決定部３１に出力する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、位置検出部１１の取得した地理的位置が宛先空間ＡＡを基点として設定された範囲内である場合に、仮想ビームＢＩの照準及び形状を決定する。この設定された範囲は、予め定められたしきい値を用いてもよいし、自装置の状況に応じてしきい値を変更してもよい。通信装置９１−９、９１−１０において位置検出部１１の取得した地理的位置が宛先空間ＡＡを基点として設定された範囲外である場合、通信装置９１−９、９１−１０はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
【００７０】
例えば、通信装置９１が図３と同様の構成を備え、フレームが残り可能ホップ数を含む。通信装置９１−１において、フレーム生成部３３は、残り可能ホップ数をフレームに含める。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、受信処理部３４は、フレームから残り可能ホップ数を読み出し、仮想ビーム決定部３１に出力する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、残り可能ホップ数が１以上の場合に、仮想ビームの照準及び形状を決定する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、アンテナ制御部３２は、フレームに含まれる残り可能ホップ数が１つ減らされたフレームを、送信アンテナ１４に送信させる。通信装置９１−９、９１−１０において残り可能ホップ数が１未満の場合、通信装置９１−９、９１−１０はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
【００７１】
例えば、通信装置９１がさらに距離算出部（不図示）を備え、フレームが転送経路長を含む。転送経路長は、フレームの生成地点である発信位置から送信ノードまでの転送経路長である。通信装置９１−１において、フレーム生成部３３は、位置検出部１１の取得した位置情報を、転送経路長としてフレームに含める。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、受信処理部３４は、フレームから転送経路長を読み出し、仮想ビーム決定部３１に出力する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、距離算出部（不図示）は、受信アンテナ１５が受信したフレームの送信元である送信ノードから自装置までの距離を算出する。例えば、通信装置９１−６は、通信装置９１−４から通信装置９１−６までの距離を算出する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、距離算出部（不図示）の算出した距離を転送経路長に加算した総転送経路長が設定された範囲内である場合に、仮想ビームの照準及び形状を決定する。ここで、この設定された範囲は、予め定められたしきい値を用いてもよいし、自装置の状況に応じてしきい値を変更してもよい。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、アンテナ制御部３２は、フレームに含まれる転送経路長が総転送経路長に更新されたフレームを、送信アンテナ１４にフレームを送信させる。通信装置９１−９、９１−１０において距離算出部（不図示）の算出した距離を転送経路長に加算した総転送経路長が設定されたしきい値以上である場合、通信装置９１−９、９１−１０はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
【００７２】
（実施形態１０）
本実施形態に係る通信装置９１は、不要な転送を防ぐための機能を有する。以下、図２６及び図２７を参照しながら説明する。
【００７３】
例えば、２回以上同じフレームを送信しない。この場合の通信装置９１の装置構成は図３と同様である。図２７に示すように、通信装置９１−１において、フレーム生成部３３は、自装置のノードＩＤをフレームに含める。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９において、仮想ビーム決定部３１は、ノードＩＤのなかに自装置のノードＩＤが含まれない場合、仮想ビームの照準及び形状を決定する。一方、通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９において、仮想ビーム決定部３１は、ノードＩＤのなかに自装置のノードＩＤが含まれる場合、仮想ビームの照準及び形状をアンテナ制御部３２に出力しない。例えば、通信装置９１−６において通信装置９１−９からのフレームを受信すると、ノードＩＤのなかに自装置のノードＩＤが含まれるため、通信装置９１−６はフレームを送信しない。このため、不要な転送を防ぐことができる。
【００７４】
例えば、同じフレームは２回以上同一方位に送信しない。この場合の通信装置９１の装置構成は、図３の構成にさらに送信履歴記憶部（不図示）を備える。図２６に示すように、通信装置９１−１において、フレーム生成部３３は、フレームＩＤをフレームに含める。通信装置９１−１、９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、送信履歴記憶部（不図示）は、自装置が送信したフレームＩＤを、フレームのアンテナビームＢＡの照準ＳＡ及び形状と共に記憶する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び形状を決定したフレームＩＤと同一のフレームＩＤが送信履歴記憶部（不図示）に記憶されているか否かを照合し、記憶されている場合はフレームＩＤの共通するアンテナビームの照準及び形状を読み出し、アンテナビームの照準及び形状が仮想ビームの照準及び形状と重複するか否かを判定する。そして、通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、仮想ビームＢＩの照準及び形状が送信履歴記憶部（不図示）に記憶されているアンテナビームＢＡの照準ＳＡ及び形状と重複しない場合、仮想ビームＢＩの照準及び形状を決定する。一方、通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、仮想ビームＢＩの照準及び形状が送信履歴記憶部（不図示）に記憶されているアンテナビームＢＡの照準ＳＡ及び形状と重複する場合、仮想ビームＢＩの照準及び形状をアンテナ制御部３２に出力しない。例えば、通信装置９１−６において、９１−４からフレームを受信した時に送信履歴記憶部（不図示）に記憶したアンテナビームＢＡの照準ＳＡ及び形状と、９１−５からフレームを受信した時に決定した仮想ビームＢＩの照準及び形状が重複する場合、通信装置９１−６はフレームを送信しない。このため、不要な転送を防ぐことができる。
【００７５】
例えば、フレームを転送する際、そのフレームを受信済みのノード以外に周辺にノードが存在しない場合、送信しない。この場合の通信装置９１の装置構成は図１４と同様である。図２６に示すように、通信装置９１−１において、フレーム生成部３３は、フレームの経由した各通信装置のノードＩＤとして、自装置のノードＩＤをフレームに含める。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、受信処理部３４は、ノードＩＤをフレームから読み出し、仮想ビーム決定部３１に出力する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、受信処理部３４から取得したノードＩＤのなかにノード検出部４１の検出したノードＩＤのすべてが含まれている場合、仮想ビームＢＩの照準及び形状をアンテナ制御部３２に出力しない。例えば、通信装置９１−９において、ノード検出部４１が通信装置９１−６を検出し、受信したフレームにノード検出部４１が検出した通信装置の全てのノードＩＤ（９１−６）が含まれているため、通信装置９１−９はフレームを送信しない。このため、不要な転送を防ぐことができる。
【００７６】
例えば、同じフレームを送信元に戻さない。この場合の通信装置９１の装置構成は、図１４の構成にさらに受信履歴記憶部（不図示）を備える。図２６に示すように、通信装置９１−１において、フレーム生成部３３は、自装置のノードＩＤをフレームに含める。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、受信履歴記憶部（不図示）は、受信したフレームＩＤと送信元の送信ノードのノードＩＤを記憶する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、受信履歴記憶部（不図示）を参照してフレームＩＤと紐付されているノードＩＤを受信履歴記憶部（不図示）から抽出し、抽出したノードＩＤとノード検出部４１の検出したノードＩＤを比較し、ノード検出部４１の検出した全てのノードＩＤが抽出したノードＩＤに含まれている場合、仮想ビームの照準及び形状をアンテナ制御部３２に出力しない。例えば、通信装置９１−９において、ノード検出部４１が通信装置９１−６を検出し、９１−６からフレームを受信した場合、ノード検出部４１の検出した全てのノードＩＤ（９１−６）が抽出したノードＩＤに含まれているため、通信装置９１−９はフレームを送信しない。このため、不要な転送を防ぐことができる。
【００７７】
（実施形態１１）
本実施形態に係る通信装置９１は、非効率な転送を削減するための機能を有する。以下、図２６及び図２８を参照しながら説明する。
【００７８】
例えば、周辺の通信装置９１の数に応じた一定確率で転送を止める。この場合の通信装置９１の装置構成は図１４と同様である。図２６に示すように、通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、ノード検出部４１は、検出した通信ノードの数を仮想ビーム決定部３１に出力する。例えば、通信装置９１−４の検出した通信ノードが通信装置９１−１、９１−２、９１−３、９１−５、９１−６である場合、検出した通信ノード数は自装置も含めて６台となる。また、通信装置９１−５の検出した通信ノードが９１−１，９１−４、９１−６である場合、検出した通信ノード数は自装置も含めて４台となる。仮想ビーム決定部３１は、ノード数に応じた確率で、仮想ビームの照準及び形状を決定する。ノード数が多いときにはフレームの転送を止める確率を高くなる。このため、非効率な転送を削減することができる。例えば、転送をやめる確率を「１−１／検出した通信ノード数」とする方法が考えられる。上記の例では通信装置９１−４が転送をやめる確率１−１／６＝５／６、通信装置９１−５が転送をやめる確率１−１／４＝３／４となり、通信装置９１−４の方が通信を止める確率が高くなる。
【００７９】
例えば、フレームを転送しようとするとき、実際に送信する前にフレームＩＤの共通するフレームを再度受信した場合は転送を止める。この場合の通信装置９１の装置構成は図３と同様である。図２８に示すように、通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９において、受信処理部３４は、受信アンテナ１５がフレームを受信した時刻を検出し、仮想ビーム決定部３１に出力する。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９において、仮想ビーム決定部３１は、受信アンテナ１５がフレームを受信した時点から設定された待機時間の経過時点までの間にフレームＩＤの共通するフレームを受信したか否かを判定し、受信した場合は仮想ビームＢＩの照準及び形状をアンテナ制御部３２に出力しない。例えば、通信装置９１−５が通信装置９１−１から受信した時点から待機時間の経過時点までの間に通信装置９１−４からフレームを受信した場合、通信装置９１−５に備わる仮想ビーム決定部３１は仮想ビームＢＩの照準及び形状をアンテナ制御部３２に出力しない。
【００８０】
待機時間を適切に設定する制御と合わせて用いることが好ましく、例えば発信ノードからの距離が短い場合は待機時間を長くし、発信ノードからの距離が長い場合は待機時間を短くすることで、より早く遠くへ転送できるようになる。また、自身の電池残量が少ない時、演算負荷が大きい時、移動速度が大きい時は待機時間を長くし、電池残量が多い時、演算負荷が少ない時、移動速度が小さい時は待機時間を短くする方法もある。
【００８１】
例えば、宛先空間ＡＡの方位から一定以上異なる場合に転送を止める。この場合の通信装置９１の装置構成は図３と同様である。図２６に示すように、通信装置９１−１において、フレーム生成部３３は、宛先空間ＡＡをフレームに含める。通信装置９１−４、９１−５、９１−６、９１−９、９１−１０において、仮想ビーム決定部３１は、仮想ビームＢＩの照準ＳＩと自装置に対する宛先空間ＡＡへの宛先方角との差が設定された範囲を超える場合、仮想ビームＢＩの照準ＳＩ及び形状をアンテナ制御部３２に出力しない。この設定された範囲は、予め定められたしきい値を用いてもよいし、自装置の状況に応じてしきい値を変更してもよい。迂回が好ましくないなどのレーダのような用途で有効である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１１：位置検出部
１２：方角検出部
１４：送信アンテナ
１５：受信アンテナ
３１：仮想ビーム決定部
３２：アンテナ制御部
３３：フレーム生成部
３４：受信処理部
４１：ノード検出部
４２：到来方角検出部
４４：電波環境検出部
４５：情報取得部
９１、９１−１、９１−２、９１−３、９１−４、９１−５、９１−６、９１−７、９１−８、９１−９、９１−１０、９１−Ｎ：通信装置
９２：ノード
９３：転送元のノード
９４：電波発生源
９５：障害物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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