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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024067858
(43)【公開日】2024-05-17
(54)【発明の名称】送信装置
(51)【国際特許分類】
H04W 28/18 20090101AFI20240510BHJP
H04W 84/10 20090101ALI20240510BHJP
H04W 28/24 20090101ALI20240510BHJP
H04W 84/20 20090101ALI20240510BHJP
H04L 27/00 20060101ALI20240510BHJP
H04W 52/24 20090101ALI20240510BHJP
【ＦＩ】
H04W28/18
H04W84/10 110
H04W28/24
H04W84/20
H04L27/00 Z
H04W52/24
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022178234
(22)【出願日】2022-11-07
(71)【出願人】
【識別番号】000005038
【氏名又は名称】セイコーグループ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000125370
【氏名又は名称】学校法人東京理科大学
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】磯谷 亮介
(72)【発明者】
【氏名】吉田 宜史
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 幹雄
(72)【発明者】
【氏名】安田 裕之
(72)【発明者】
【氏名】藤澤 稔
【テーマコード（参考）】
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K067AA23
5K067DD34
5K067DD41
5K067EE25
5K067HH22
(57)【要約】
【課題】無線通信システムが有する特定の機能が制限された場合、制限されたことにより余剰となったリソースを他に割り当てることにより無線通信機能を向上させる。
【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付けられた通信履歴情報を取得する通信履歴情報取得部と、取得した前記通信履歴情報に基づき、前記情報通信の結果として得られる値である第１のパラメータが略一定となるよう第２のパラメータと第３のパラメータとを含む前記通信パラメータの値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、前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータは、いずれも前記情報通信に関連するものである。
【選択図】図３
【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付けられた通信履歴情報を取得する通信履歴情報取得部と、取得した前記通信履歴情報に基づき、前記情報通信の結果として得られる値である第１のパラメータが略一定となるよう第２のパラメータと第３のパラメータとを含む前記通信パラメータの値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、前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータは、いずれも前記情報通信に関連するものである。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項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付けられた通信履歴情報を取得する通信履歴情報取得部と、
取得した前記通信履歴情報に基づき、前記情報通信の結果として得られる値である第１のパラメータが略一定となるよう第２のパラメータと第３のパラメータとを含む前記通信パラメータの値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、
前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータは、いずれも前記情報通信に関連するものである
送信装置。
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付けられた通信履歴情報を取得する通信履歴情報取得部と、
取得した前記通信履歴情報に基づき、前記情報通信の結果として得られる値である第１のパラメータが略一定となるよう第２のパラメータと第３のパラメータとを含む前記通信パラメータの値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、
前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータは、いずれも前記情報通信に関連するものである
送信装置。
【請求項2】
前記第２のパラメータとは、通信環境に応じて制御されるパラメータであって、
前記第３のパラメータとは、通信品質に関連するパラメータである
請求項１に記載の送信装置。
前記第３のパラメータとは、通信品質に関連するパラメータである
請求項１に記載の送信装置。
【請求項3】
前記演算部は、前記第１のパラメータの値と予め設定された目標値との差分が小さくなるよう前記通信パラメータの値を演算する
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項4】
前記目標値は一定の値である
請求項３に記載の送信装置。
請求項３に記載の送信装置。
【請求項5】
通信対象である一以上の前記受信装置のうち所定の前記受信装置から受信を成功したか否かを示す情報を受信する受信部を更に備え、
前記演算部は、前記受信部により取得された情報に基づき、前記通信パラメータの値を演算する
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
前記演算部は、前記受信部により取得された情報に基づき、前記通信パラメータの値を演算する
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項6】
前記演算部は、前記受信部により取得された情報に基づき、通信対象である一以上の前記受信装置が受信する合計のデータ転送量を演算し、前記受信装置が受信する合計のデータ転送量が増加するよう前記通信パラメータを演算する
請求項５に記載の送信装置。
請求項５に記載の送信装置。
【請求項7】
前記演算部は、前記受信部により取得された情報に基づき、通信対象である一以上の前記受信装置が受信する頻度を演算し、前記受信装置が受信する頻度が増加するよう前記通信パラメータを演算する
請求項５に記載の送信装置。
請求項５に記載の送信装置。
【請求項8】
前記演算部は、通信対象である前記受信装置の総数が最大になるように前記通信パラメータを演算する
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項9】
前記第１のパラメータには、送信装置の消費電力、前記情報通信の成功率、受信データの品質、符号誤り率又はパケット誤り率の少なくともいずれかが含まれる
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項10】
前記第２のパラメータには、通信チャネル、送信電力、パケットサイズ、変調方式の少なくともいずれかが含まれる
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項11】
前記第３のパラメータには、送信頻度、帯域幅、符号化方式、送信電力の少なくともいずれかが含まれる
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項12】
前記演算部は、送信装置の消費電力である前記第１のパラメータを小さくするよう前記第２のパラメータを変化させ、前記第１のパラメータを大きくするよう前記第３のパラメータを変化させる
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項13】
前記演算部は、予め設定された物理的な範囲内に存在する前記受信装置の通信品質を向上させるよう前記通信パラメータを演算する
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項14】
前記演算部は、通信環境が悪化した場合、前記第２のパラメータとして送信電力を小さくし、通信環境が良好な場合、前記第３のパラメータとして送信電力を大きくする
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項15】
前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータは、それぞれ複数の構成要素を含み、
前記演算部は、前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータにそれぞれ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
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
前記演算部は、前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータにそれぞれ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
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項16】
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又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項17】
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１６に記載の送信装置。
請求項１６に記載の送信装置。
【請求項18】
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１６に記載の送信装置。
請求項１６に記載の送信装置。
【請求項19】
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１６に記載の送信装置。
請求項１６に記載の送信装置。
【請求項20】
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又は請求項２に記載の送信装置。
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【請求項21】
前記情報通信に用いられる通信方法には、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングが含まれ、
前記第２のパラメータには、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングチャネルとしての通信チャネルが少なくとも含まれる
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
前記第２のパラメータには、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングチャネルとしての通信チャネルが少なくとも含まれる
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１５７４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したような従来技術により電力消費量が軽減された場合であっても、装置のバッテリ容量が十分に大きい場合や、装置が電力供給源に接続されているような場合においては、十分にその効果が得られない場合があった。ここで、無線通信システムの本来の機能の１つは無線通信機能である。無線通信の干渉が生じたことにより軽減された電力は、単に電力消費を抑止するためではなく、無線通信機能を向上させるために分配された方がよい場合がある。また、上述したような消費電力の一例に限定されず、無線通信システムが有する特定の機能が制限されたことにより、リソースが余剰となってしまう場合がある。余剰となったリソースを使用せず、節約する（又は蓄える）ことも考えられるが、十分にその効果が得られるか否かは不明である。
【0005】
そこで、本発明は、無線通信システムが有する特定の機能が制限された場合、制限されたことにより余剰となったリソースを他に割り当てることにより無線通信機能を向上させることが可能な無線通信技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（１）本発明の一態様は、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付けられた通信履歴情報を取得する通信履歴情報取得部と、取得した前記通信履歴情報に基づき、前記情報通信の結果として得られる値である第１のパラメータが略一定となるよう第２のパラメータと第３のパラメータとを含む前記通信パラメータの値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、前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータは、いずれも前記情報通信に関連するものである送信装置である。
【0007】
（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載の送信装置において、前記第２のパラメータとは、通信環境に応じて制御されるパラメータであって、前記第３のパラメータとは、通信品質に関連するパラメータである。
【0008】
（３）本発明の一態様は、上記（１）又は（２）に記載の送信装置において、前記演算部は、前記第１のパラメータの値と予め設定された目標値との差分が小さくなるよう前記通信パラメータの値を演算するものである。
【0009】
（４）本発明の一態様は、上記（３）に記載の送信装置において、前記目標値は一定の値である。
【0010】
（５）本発明の一態様は、上記（１）から（４）のいずれかに記載の送信装置において、通信対象である一以上の前記受信装置のうち所定の前記受信装置から受信を成功したか否かを示す情報を受信する受信部を更に備え、前記演算部は、前記受信部により取得された情報に基づき、前記通信パラメータの値を演算するものである。
【0011】
（６）本発明の一態様は、上記（５）に記載の送信装置において、前記演算部は、前記受信部により取得された情報に基づき、通信対象である一以上の前記受信装置が受信する合計のデータ転送量を演算し、前記受信装置が受信する合計のデータ転送量が増加するよう前記通信パラメータを演算するものである。
【0012】
（７）本発明の一態様は、上記（５）又は（６）に記載の送信装置において、前記演算部は、前記受信部により取得された情報に基づき、通信対象である一以上の前記受信装置が受信する頻度を演算し、前記受信装置が受信する頻度が増加するよう前記通信パラメータを演算するものである。
【0013】
（８）本発明の一態様は、上記（５）から（７）のいずれかに記載の送信装置において、前記演算部は、通信対象である前記受信装置の総数が最大になるように前記通信パラメータを演算するものである。
【0014】
（９）本発明の一態様は、上記（１）から（８）のいずれかに記載の送信装置において、前記第１のパラメータには、送信装置の消費電力、前記情報通信の成功率、受信データの品質、符号誤り率又はパケット誤り率の少なくともいずれかが含まれるものである。
【0015】
（１０）本発明の一態様は、上記（１）から（９）のいずれかに記載の送信装置において、前記第２のパラメータには、通信チャネル、送信電力、パケットサイズ、変調方式の少なくともいずれかが含まれるものである
【0016】
（１１）本発明の一態様は、上記（１）から（１０）のいずれかに記載の送信装置において、前記第３のパラメータには、送信頻度、帯域幅、符号化方式、送信電力の少なくともいずれかが含まれるものである。
【0017】
（１２）本発明の一態様は、上記（１）から（１１）のいずれかに記載の送信装置において、前記演算部は、送信装置の消費電力である前記第１のパラメータを小さくするよう前記第２のパラメータを変化させ、前記第１のパラメータを大きくするよう前記第３のパラメータを変化させるものである。
【0018】
（１３）本発明の一態様は、上記（１）から（１２）のいずれかに記載の送信装置において、前記演算部は、予め設定された物理的な範囲内に存在する前記受信装置の通信品質を向上させるよう前記通信パラメータを演算するものである。
【0019】
（１４）本発明の一態様は、上記（１）から（１３）のいずれかに記載の送信装置において、前記演算部は、通信環境が悪化した場合、前記第２のパラメータとして送信電力を小さくし、通信環境が良好な場合、前記第３のパラメータとして送信電力を大きくするものである。
【0020】
（１５）本発明の一態様は、上記（１）から（１４）のいずれかに記載の送信装置において、前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータは、それぞれ複数の構成要素を含み、前記演算部は、前記第２のパラメータ及び前記第３のパラメータにそれぞれ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ものである。
【0021】
（１６）本発明の一態様は、上記（１）から（１５）のいずれかに記載の送信装置において、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ものである。
【0022】
（１７）本発明の一態様は、上記（１６）に記載の送信装置において、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。
【0023】
（１８）本発明の一態様は、上記（１６）に記載の送信装置において、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ものである。
【0024】
（１９）本発明の一態様は、上記（１６）に記載の送信装置において、前記演算部は、ＴＯＷアルゴリズムを用いて学習されるものである。
【0025】
（２０）本発明の一態様は、上記（１）から（１９）のいずれかに記載の送信装置において、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。
【0026】
（２１）本発明の一態様は、上記（１）から（２０）のいずれかに記載の送信装置において、前記情報通信に用いられる通信方法には、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングが含まれ、前記第２のパラメータには、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングチャネルとしての通信チャネルが少なくとも含まれるものである。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、無線通信システムが有する特定の機能が制限された場合、制限されたことにより余剰となったリソースを他に割り当てることにより無線通信機能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】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。
【図4】実施形態に係る通信履歴情報の一例を示す図である。
【図5】実施形態に係る通信パラメータの一例を示す図である。
【図6】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。
【図7】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。
【図8】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。
【図9】実施形態に係る通信パラメータの制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図10】実施形態に係る通信パラメータの制御の一例の詳細について説明するための第１のタイミングチャートである。
【図11】実施形態に係る通信パラメータの制御の一例の詳細について説明するための第２のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0029】
［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。
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。
【0030】
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。
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。
【0031】
送信装置２０と受信装置３０とは、互いに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）、ＮＦＣ（Near Field Communication）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。
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）、ＮＦＣ（Near Field Communication）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。
【0032】
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（あるいはブロードキャスタ）であり、受信装置３０は、セントラル（あるいはスキャナ）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。
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。
【0033】
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、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。
【0034】
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。
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。
【0035】
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。
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。
【0036】
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。当該制御信号は、無線通信部２２により受信される。したがって、無線通信部２２は、劣化率を示す情報を受信する受信部であるということもできる。換言すれば、受信部は、通信対象である一以上の受信装置３０のうち所定の受信装置３０から受信を成功したか否かを示す情報を受信する。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
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。
【0040】
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。
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。
【0041】
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。
【0042】
［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、通信履歴情報取得部２１１と、演算部２１２と、出力部２１３と、記憶制御部２１５とを備える。
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、通信履歴情報取得部２１１と、演算部２１２と、出力部２１３と、記憶制御部２１５とを備える。
【0043】
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。
【0044】
通信履歴情報取得部２１１は、通信履歴情報ＩＨを取得する。通信履歴情報ＩＨは、通信履歴情報記憶部２５に記憶される。通信履歴情報記憶部２５は、送信装置２０に備えられていてもよいし、送信装置２０と所定の通信ネットワークで接続された装置に備えられていてもよい。通信履歴情報記憶部２５が送信装置２０に備えられる場合、通信履歴情報記憶部２５は、揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）を含んで構成されてもよいし、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）を含んで構成されてもよい。同図には、送信装置２０と所定の通信ネットワークで接続された装置に備えられる場合の一例を示す。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。
【0045】
ここで、図を参照しながら、通信履歴情報記憶部２５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２５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ＰＭ－１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ＰＭ－２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である劣化率Ｄとに基づいて通信パラメータを決定する。
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２５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ＰＭ－１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ＰＭ－２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である劣化率Ｄとに基づいて通信パラメータを決定する。
【0046】
図５は、実施形態に係る通信パラメータの一例を示す図である。同図を参照しながら、通信パラメータＰＭに含まれる要素について説明する。なお、通信パラメータＰＭには、情報通信に用いられるパラメータが少なくとも含まれていればよく、同図を参照しながら行う説明は、本実施形態の態様を何ら限定するものではない。通信パラメータＰＭには、第１のパラメータＰＭ１と、第２のパラメータＰＭ２と、第３のパラメータＰＭ３とが含まれる。
【0047】
第１のパラメータＰＭ１とは、送信装置２０が、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３を用いて情報通信を行った結果として得られる値である。情報通信を行った結果として得られる値とは、実際に計測を必要とするものではなく、情報通信を行ったとした場合に結果として得られるであろう値を含む。すなわち、第１のパラメータＰＭ１に含まれるパラメータの値は、測定値であってもよいし、推定値であってもよい。第１のパラメータＰＭ１には、“消費電力”、“成功率”、“ビットレート”及び“ＢＥＲ／ＰＥＲ”の少なくともいずれかが含まれる。“消費電力”とは、送信装置２０が、対応する第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３を用いて情報通信を行った際に消費するであろう電力の値である。“成功率”とは、送信装置２０が、対応する第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３を用いて情報通信を行った際に情報通信が成功する確率である。“成功率”は、過去の履歴に基づく測定値から演算されてもよいし、所定の演算方法により演算される推定値であってもよい。“ビットレート”とは、送信装置２０が、対応する第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３を用いて情報通信を行った際に、単位時間あたりに送信されるビット数である。また、“ビットレート”とは、送信装置２０が送信した結果として単位時間あたりに受信装置３０から得られる受信データのビット数（すなわち、受信データの品質）であってもよい。“ＢＥＲ／ＰＥＲ”とは、送信装置２０が、対応する第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３を用いて情報通信を行った際のＢＥＲ（Bit Error Rate；ビット誤り率又は符号誤り率）又はＰＥＲ（Packet Error Rate；パケット誤り率）のいずれかを示す。なお、第１のパラメータＰＭ１に含まれるパラメータの詳細については、図示した一例に限定されるものではなく、第１のパラメータＰＭ１には、他の様々なパラメータが含まれていてもよい。
【0048】
第２のパラメータＰＭ２は、送信装置２０が行う情報通信に関連するものである。第２のパラメータＰＭ２とは、送信装置２０が行う情報通信の通信環境に応じて制御されるパラメータである。具体的には、第２のパラメータＰＭ２とは、通信環境が悪化した場合、又は良好となった場合に、情報通信を維持するために制御されるパラメータである。第２のパラメータＰＭ２には、“通信チャネル”、“送信電力”、“パケットサイズ”及び“変調方式”の少なくともいずれかが含まれる。“通信チャネル”は、情報通信に用いられるチャネルを示す。例えば本実施形態に係る情報通信の一例としてＢＬＥのアドバタイジングを例に挙げるとアドバタイズチャネルとしては３７ｃｈ（２４０２ＭＨｚ）、３８ｃｈ（２４２６ＭＨｚ）及び３９ｃｈ（２４８０ＭＨｚ）の３チャンネルが挙げられる。“通信チャネル”とは、いずれのチャネルにより情報通信を行うかを示すものである。なお、“通信チャネル”は１つでなくてもよく、複数チャネルのうちいずれを有効とするかをしめすものであってもよい。“パケットサイズ”とは、情報通信に用いられるパケットのサイズである。“送信電力”は、送信装置２０により送信される電波の電力を示す。“パケットサイズ”は、例えば２０［Ｂｙｔｅ（バイト）］から５１２［Ｂｙｔｅ］の中で選択できるものであってもよい。“パケットサイズ”とは、ＢＬＥにおけるパケットの上限サイズであるＭＴＵ（Maximum Transmission Unit)であってもよい。“変調方式”とは、ＧＦＳＫ、ＤＱＰＳＫ又は８ＰＳ等の変調方式の中から選択できるものであってもよい。また、本実施形態に係る情報通信の一例としてＢＬＥのアドバタイジングを例に挙げると、“変調方式”とは、ＧＦＳＫに固定されていてもよく、変調指数やシンボルタイミング等の設定値をふくむものであってもよい。なお、第２のパラメータＰＭ２に含まれるパラメータの詳細については、図示した一例に限定されるものではなく、第２のパラメータＰＭ２には、他の様々なパラメータが含まれていてもよい。
【0049】
第３のパラメータＰＭ３は、送信装置２０が行う情報通信に関連するものである。第３のパラメータＰＭ３とは、送信装置２０が行う情報通信の通信品質に関連するパラメータである。具体的には、第３のパラメータＰＭ３とは、通信品質を向上又は低下させるためのパラメータである。第３のパラメータＰＭ３には、“送信頻度”、“帯域幅”及び“符号化方式”の少なくともいずれかが含まれる。“送信頻度”とは、情報通信に用いられるパケットが送信される頻度である。“送信頻度”を上げると通信品質を向上させることができ、“送信頻度”を下げると通信品質を低下させることができる。本実施形態に係る情報通信の一例としてＢＬＥのアドバタイジングを例に挙げると、“送信頻度”とは、アドバタイジング・インターバルであってもよい。“帯域幅”とは、情報通信に用いられるチャネルが使用する周波数の幅である。“符号化方式”とは、情報通信に用いられる符号化の方式である。“帯域幅”や“符号化方式”については、情報通信の通信規格により、設定可能な場合と不可能な場合とがある。なお、第３のパラメータＰＭ３に含まれるパラメータの詳細については、図示した一例に限定されるものではなく、第３のパラメータＰＭ３には、他の様々なパラメータが含まれていてもよい。
【0050】
なお、“送信電力”は、第２のパラメータＰＭ２に含まれることに加えて、又は代えて、第３のパラメータＰＭ３に含まれていてもよい。送信電力を大きくすれば、遠くまで電波を飛ばすことができるようになるため通信品質は向上する。一方、送信電力を小さくすれば、近くまでしか電波を飛ぶすことができないため通信品質は低下する。すなわち、送信電力を制御することにより、通信品質を制御することができるためである。
【0051】
図３に戻り、演算部２１２は、通信履歴情報取得部２１１により取得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。通信履歴情報ＩＨには、受信部が取得した情報に基づく劣化率Ｄが含まれている。すなわち演算部２１２は、受信部により取得された情報に基づき、通信パラメータＰＭの値を演算するということもできる。
【0052】
通信パラメータＰＭには、第１のパラメータＰＭ１、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３が含まれる。第１のパラメータＰＭ１は、情報通信の結果として得られる値を示すため、演算部２１２は、第２のパラメータＰＭ２と第３のパラメータＰＭ３とを演算する。具体的には、演算部２１２は、第１のパラメータＰＭが略一定となるよう第２のパラメータＰＭ２の値と第３のパラメータＰＭ３の値とを演算する。ここで、略一定の範囲とは、第２のパラメータＰＭ２の値と第３のパラメータＰＭ３の値との組み合わせにより得られる第１のパラメータＰＭ１の値のうち、最も設定値に近い値とすることができる範囲であってもよい。例えば、第２のパラメータＰＭ２の値と第３のパラメータＰＭ３の値とをいかように組み合わせたとしても、第１のパラメータＰＭ１を完全に一定の値とすることができない場合がある。このような場合、第１のパラメータＰＭ１を略一定の値としてもよい。
【0053】
また、略一定の範囲のその他の一例としては、予め定められた閾値の範囲内であってもよい。換言すれば予め定められた閾値には所定の幅があってもよい。この場合、当該閾値の設定としては、中心値に加え下限値と上限値とが定められていてもよい。この場合、演算部２１２は、第１のパラメータＰＭ１の値と予め設定された閾値（中心値）とを比較する。以下の説明において、当該閾値を目標値とも記載する場合がある。演算部２１２は、比較した結果として得られた差分が小さくなるよう第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３の値を決定する。演算部２１２は、演算の結果、第１のパラメータＰＭ１の値が、閾値の上限値及び下限値により定められた範囲内となった場合に演算を終了し、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３の値を決定してもよい。
【0054】
ここで、第１のパラメータＰＭ１の閾値（目標値）は、予め定められた一定の固定値であってもよいし、何らかのパラメータによって変更されてもよい。例えば、第１のパラメータＰＭ１の閾値は、送信装置２０の劣化に伴い、時間に応じて変化する値であってもよい。例えば第１のパラメータＰＭ１に消費電力が含まれる場合、消費電力は製品寿命と共に増大することが一般的であるため、消費電力の増大と共に閾値が上昇するよう構成されていてもよい。
【0055】
また、その他の一例として、第１のパラメータＰＭ１の閾値は、ユーザにより任意に設定できるよう構成されていてもよい。ユーザは、第１のパラメータＰＭ１の閾値を任意の値とすることにより、通信品質を優先するのか（通信品質優先モード）、消費電力を優先するのか（エコモード）等を任意に設定することができる。当該設定は、工場出荷時に行われてもよいし、送信装置２０が所定の操作取得手段を備えることにより、いかなるタイミングで行われてもよい。
【0056】
演算部２１２は、通信品質を向上させるための演算を行う。通信品質の向上とは、具体的には、通信対象である一以上の受信装置３０が受信する合計のデータ転送量が増加することであってもよい。この場合、演算部２１２は通信履歴情報ＩＨに基づき、通信対象である一以上の受信装置３０が受信する合計のデータ転送量を演算し、受信装置３０が受信する合計のデータ転送量が増加するよう通信パラメータＰＭを演算する。演算部２１２が行う演算とは、例えば対象となる受信装置３０のうち、ｎ個（ｎは１以上の自然数）の受信装置３０からＯＫ又はＮＧの応答が返されたかに基づき、合計のデータ量が増加するであろう通信パラメータＰＭを演算することであってもよい。また、上述した一例に加えて、又は代えて、演算部２１２は、通信対象である受信装置３０の総数（応答が返ってくる受信装置３０の総数）が最大になるように通信パラメータＰＭを演算してもよい。
【0057】
演算部２１２は、通信品質を向上させるため、例えば電波を送信する送信頻度を増加させる。換言すれば、演算部２１２は、送信頻度を大きくすることにより、受信装置３０が電波を受信する頻度を向上させる。この場合、演算部２１２は、通信対象である一以上の受信装置３０が電波を受信する頻度を演算し、受信装置３０が電波を受信する頻度が増加するよう通信パラメータＰＭを演算する。
【0058】
次に、演算部２１２の演算についてより具体的に説明する。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。
【0059】
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。
【0060】
ここで、送信装置２０が送信する情報の一例として、位置情報ビーコンを例示することができる。位置情報ビーコンの具体例としては、販促情報やそれにアクセスするために必要な情報を含めたビーコン、音声案内を行うために必要な情報を含めたビーコン等を例示することができる。これらの用途では、店舗や特定の区画など、装置が設置されている位置から特定の範囲にのみビーコンがブロードキャストされることが望ましい。すなわち、演算部２１２は、特定の配信範囲の中における情報通信の品質向上を行うことが望ましい。特定の配信範囲とは、電波の届く範囲であってもよく、送信装置２０の存在する位置に基づき、予め物理的に定義される。すなわち、演算部２１２は、予め設定された物理的な範囲内に存在する受信装置３０の通信品質を向上させるよう通信パラメータＰＭを演算する。
【0061】
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。
【0062】
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。
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。
【0063】
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２５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２５に記憶させる。
【0064】
［送信装置の一連の動作］
図６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２５に記憶された通信履歴情報ＩＨの一例である。
図６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２５に記憶された通信履歴情報ＩＨの一例である。
【0065】
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。
【0066】
アルゴリズム２３１は、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。アルゴリズム２３１は、例えば無線通信の干渉を検証すると、消費電力を抑制するために通信パラメータを調整しつつ、抑制された消費電力を他の機能に割り当てることにより、消費電力を上昇させることなく無線通信機能を向上させる。
【0067】
図７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。
“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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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７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。
なお、図７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。
【0071】
図６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。
【0072】
［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。
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
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。
【0076】
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。
【0077】
図６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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
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。
【0081】
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）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、ＵＣＢ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ＵＣＢアルゴリズムは、ＵＣＢ１アルゴリズムと、ＵＣＢ１－ｔｕｎｅｄアルゴリズムなどを含む。
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ＵＣＢアルゴリズムは、ＵＣＢ１アルゴリズムと、ＵＣＢ１－ｔｕｎｅｄアルゴリズムなどを含む。
【0082】
［通信規格］
図８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、通信システム１が用いる通信規格の一例について説明する。同図に示す一例においては、通信システム１がＢＬＥの通信規格を用いる場合が示されている。同図には、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チャンネルが示されている。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されている。
図８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、通信システム１が用いる通信規格の一例について説明する。同図に示す一例においては、通信システム１がＢＬＥの通信規格を用いる場合が示されている。同図には、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チャンネルが示されている。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されている。
【0083】
無線通信部２２は、データＡを、時刻ｔ２１において３７ｃｈに出力し、時刻ｔ２２において３８ｃｈに出力し、時刻ｔ２３において３９ｃｈに出力する。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、アドバタイジング・インターバルの期間を空けて、再度それぞれのチャネルにデータＡを出力する。具体的には、無線通信部２２は、データＡを、時刻ｔ２４において３７ｃｈに出力し、時刻ｔ２５において３８ｃｈに出力し、時刻ｔ２６において３９ｃｈに出力する。無線通信部２２は、所定の送信回数になるまでデータＡの各チャネルに対する送信を繰り返す。所定の送信回数や、アドバタイジング・インターバルの期間は、好適には通信パラメータＰＭに含まれていてもよい。また、所定の送信回数やアドバタイジング・インターバルの期間は、より好適には第３のパラメータＰＭ３に含まれていてもよい。
【0084】
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。
【0085】
［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。
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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ことが考えられる。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ことが考えられる。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、好適な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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
送信装置２０は、チャネルマスクによって使用するチャネル数を決定し、チャネル数が少なくなったことにより余剰となった消費電力を用いて、通信パラメータＰＭに含まれる他のパラメータ値を変化させることにより、通信機能を向上させる。
【0092】
［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。
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。
【0093】
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。
【0094】
［通信パラメータの制御の一例］
図９は、実施形態に係る通信パラメータの制御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の制御の具体例について説明する。同図には、通信環境、消費電力、チャネル数及び送信頻度の時間的な変化について、横軸を時間として示されている。消費電力は第１のパラメータＰＭ１の一例であり、チャネル数は第２のパラメータＰＭ２の一例であり、送信頻度は第３のパラメータＰＭ３の一例である。なお、同図には、ＢＬＥ規格におけるアドバタイジングの一例を示しているため、第２のパラメータＰＭ２には、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングチャネルとしての通信チャネルが少なくとも含まれるということもできる。
図９は、実施形態に係る通信パラメータの制御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の制御の具体例について説明する。同図には、通信環境、消費電力、チャネル数及び送信頻度の時間的な変化について、横軸を時間として示されている。消費電力は第１のパラメータＰＭ１の一例であり、チャネル数は第２のパラメータＰＭ２の一例であり、送信頻度は第３のパラメータＰＭ３の一例である。なお、同図には、ＢＬＥ規格におけるアドバタイジングの一例を示しているため、第２のパラメータＰＭ２には、ＢＬＥ規格で定義されるアドバタイジングチャネルとしての通信チャネルが少なくとも含まれるということもできる。
【0095】
なお、送信装置２０は、通信履歴情報記憶部２５に記憶される劣化率Ｄに基づき、間接的に通信環境を判定するということもできるが、通信環境を判定しなくてもよい。通信環境は、実際には、様々な外的要因により時々刻々とアナログ的に変化するものであるが、図視する一例では、説明のため、良好又は悪化の２値で表している。通信環境を左右するための外的要因としては、通信時間帯、曜日、季節や天候の変化や、他の機器の存在等を例示することができる。
【0096】
時点Ａにおいて、送信装置２０は通信チャネルとして用いるチャネル数を３チャネルから１チャネルに減少させているため、消費電力は低下する。しかしながら、送信装置２０は、同時に、又は略同時に送信頻度を１／２００［ｍｓ］から１／１００［ｍｓ］に増やしているため、消費電力は上昇する。送信装置２０は、チャネル数と送信頻度を同時又は略同時に変化させた結果、消費電力は上昇している。時点Ａにおける消費電力の切り替わりの詳細について、図１０を参照しながら説明する。
【0097】
図１０は、実施形態に係る通信パラメータの制御の一例の詳細について説明するための第１のタイミングチャートである。同図には、時点Ａにおける消費電力、チャネル数及び送信頻度の時間的な変化の詳細を示す。同図に示す一例では、送信装置２０は、第１のパラメータＰＭ１である消費電力が閾値ＴＨと略同一となるように、第２のパラメータＰＭ２であるチャネル数と、第３のパラメータＰＭ３である送信頻度とを制御する。略同一の範囲として、上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２が設けられていてもよい。
【0098】
時刻ｔ３１以前において、情報通信に用いられるチャネル数は３チャネルであり、送信頻度は１／２００［ｍｓ］である。この状態において消費電力は上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２の間である。時刻ｔ３１において、チャネル数が３チャネルから１チャネルに減少すると、消費電力が低下し、下限閾値ＴＨ２以下となる。この場合、送信装置２０は、消費電力が上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２の間となる範囲内で送信頻度を上昇させ、通信品質を向上させる。具体的には、送信装置２０は、時刻ｔ３２において、送信頻度を１／２００［ｍｓ］から１／１００［ｍｓ］に増やし、消費電力を上昇させる。時刻ｔ３２において上昇した消費電力は、上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２の間であるため、時刻ｔ３１以前における値と略同一の範囲といえる。なお、図示する一例では、説明のためチャネル数の変更と送信頻度の変更との間に所定の時間を設けたが、チャネル数の変更と送信頻度の変更は同時に行われてもよい。
【0099】
第２のパラメータＰＭ２であるチャネル数と、第３のパラメータＰＭ３である送信頻度の制御は、演算部２１２によって行われる。演算部２１２は、第１のパラメータＰＭ１（例えば、送信装置２０の消費電力）を小さくするよう第２のパラメータＰＭ２（例えば、チャネル数）を変化させ、第１のパラメータＰＭ１を大きくするよう第３のパラメータＰＭ３（例えば、送信頻度）を変化させる。
【0100】
なお、演算部２１２は、予め用意されたテーブルに基づいて、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３の値を決定してもよい。例えば、予め用意されたテーブルには、第２のパラメータＰＭ２が構成要素として含みうる複数の値と、第３のパラメータＰＭ３が構成要素として含みうる複数の値との組み合わせに応じて、第１のパラメータＰＭ１の値が定められていてもよい。この場合、演算部２１２は、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３にそれぞれ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ればよい。
【0101】
図９に戻り、時点Ｂにおいて、送信装置２０は通信チャネルとして用いるチャネル数を１チャネルから２チャネルに増やしているため、消費電力は上昇する。しかしながら、送信装置２０は、同時に、又は略同時に送信頻度を１／１００［ｍｓ］から１／１５０［ｍｓ］に増やしているため、消費電力は減少する。送信装置２０は、チャネル数と送信頻度を同時又は略同時に変化させた結果、消費電力は減少している。
【0102】
また、時点Ｃにおいて、送信装置２０は通信チャネルとして用いるチャネル数を２チャネルから３チャネルに増やしているため、消費電力は上昇する。しかしながら、送信装置２０は、同時に、又は略同時に送信頻度を１／１５０［ｍｓ］から１／２００［ｍｓ］に増やしているため、消費電力は減少する。送信装置２０は、チャネル数と送信頻度を同時又は略同時に変化させた結果、消費電力は減少している。時点Ｂ及び時点Ｃにおける消費電力の切り替わりの詳細について、図１１を参照しながら説明する。
【0103】
図１１は、実施形態に係る通信パラメータの制御の一例の詳細について説明するための第２のタイミングチャートである。同図には、時点Ｂ及び時点Ｃにおける消費電力、チャネル数及び送信頻度の時間的な変化の詳細を示す。
【0104】
時刻ｔ４１以前において、情報通信に用いられるチャネル数は１チャネルであり、送信頻度は１／１００［ｍｓ］である。この状態において消費電力は上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２の間である。時刻ｔ４１において、チャネル数が１チャネルから２チャネルに増加すると、消費電力が上昇し、上限閾値ＴＨ１以上となる。この場合、送信装置２０は、消費電力が上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２の間となる範囲内で送信頻度を減少させ、通信品質を低下させる。具体的には、送信装置２０は、時刻ｔ４２において、送信頻度を１／１００［ｍｓ］から１／１５０［ｍｓ］に減らし、消費電力を減少させる。時刻ｔ４２において減少した消費電力は、上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２の間であるため、時刻ｔ４１以前における値と略同一の範囲といえる。図示する一例では、送信装置２０は、チャネル数を１チャネルから２チャネルに増やしたが、劣化率Ｄが十分に改善されなかったため、時点Ｃにおいてチャネル数を２チャネルから３チャネルに更に増やし、劣化率Ｄの更なる改善を行う。
【0105】
時刻ｔ５１以前において、情報通信に用いられるチャネル数は２チャネルであり、送信頻度は１／１５０［ｍｓ］である。この状態において消費電力は上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２の間である。時刻ｔ５１において、チャネル数が２チャネルから３チャネルに増加すると、消費電力が上昇し、上限閾値ＴＨ１以上となる。この場合、送信装置２０は、消費電力が上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２の間となる範囲内で送信頻度を減少させ、通信品質を低下させる。具体的には、送信装置２０は、時刻ｔ５２において、送信頻度を１／１５０［ｍｓ］から１／２００［ｍｓ］に減らし、消費電力を減少させる。時刻ｔ５２において減少した消費電力は、上限閾値ＴＨ１及び下限閾値ＴＨ２の間であるため、時刻ｔ５１以前における値と略同一の範囲といえる。
【0106】
時点Ｄにおける詳細については、時点Ａと同様のため、説明を省略する。
【0107】
なお、演算部２１２は、劣化率Ｄに基づいて通信環境の程度を判定し、判定された程度に基づいて送信電力を変化させてもよい。すなわち、送信電力は、第１のパラメータＰＭ１を小さくするための第２のパラメータＰＭ２ともなり得るし、第１のパラメータＰＭ１を大きくするための第３のパラメータＰＭ３ともなり得る。この場合、演算部２１２は、通信環境が悪化した場合、第２のパラメータＰＭ２として送信電力を小さくし、通信環境が良好な場合、第３のパラメータＰＭ３として送信電力を大きくしてもよい。
【0108】
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。
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。
【0109】
［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、通信履歴情報取得部２１１を備えることにより、情報通信を行うための通信パラメータＰＭと、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劣化率Ｄとが対応付けられた通信履歴情報ＩＨを取得する。また、送信装置２０は、演算部２１２を備えることにより、取得した通信履歴情報ＩＨに基づき、情報通信の結果として得られる値である第１のパラメータＰＭ１が略一定となるよう第２のパラメータＰＭ２と第３のパラメータＰＭ３とを含む通信パラメータＰＭの値を演算し、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を出力する。また、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３は、いずれも情報通信に関連するものである。送信装置２０は、線通信システムが有する特定の機能が制限された場合であっても、情報通信に関連するパラメータを調整することにより、情報通信の結果として得られる計測される値を一定に保つことができる。よって、本実施形態によれば、余剰となったリソースを他に割り当てることができ、結果として無線通信機能を向上させることができる。
以上説明した実施形態によれば、送信装置２０は、通信履歴情報取得部２１１を備えることにより、情報通信を行うための通信パラメータＰＭと、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劣化率Ｄとが対応付けられた通信履歴情報ＩＨを取得する。また、送信装置２０は、演算部２１２を備えることにより、取得した通信履歴情報ＩＨに基づき、情報通信の結果として得られる値である第１のパラメータＰＭ１が略一定となるよう第２のパラメータＰＭ２と第３のパラメータＰＭ３とを含む通信パラメータＰＭの値を演算し、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を出力する。また、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３は、いずれも情報通信に関連するものである。送信装置２０は、線通信システムが有する特定の機能が制限された場合であっても、情報通信に関連するパラメータを調整することにより、情報通信の結果として得られる計測される値を一定に保つことができる。よって、本実施形態によれば、余剰となったリソースを他に割り当てることができ、結果として無線通信機能を向上させることができる。
【0110】
なお、本実施形態に係る送信装置２０が向上させる無線通信機能としては、冗長性、情報量、受信頻度等を例示することができる。冗長性については、送信装置２０の置かれた環境によって必要な程度が異なるが、その程度を事前に知ることはできない。そこで、本実施形態によれば、送信装置２０は、自身が配置された環境に適応して通信パラメータＰＭを適切に選択する。その際に、送信装置２０は、第１のパラメータＰＭ１の値を一定に保つように、冗長性・情報量と受信頻度のバランスを変更する。このような処理を行うことにより、第１のパラメータＰＭ１の値を一定に保ちながら、周囲の環境に応じて通信機能を最大化することができる。
【0111】
また、以上説明した実施形態によれば、第２のパラメータＰＭ２とは、通信環境に応じて制御されるパラメータであって、第３のパラメータＰＭ３とは、通信品質に関連するパラメータである。すなわち、送信装置２０は、通信環境に応じて制御されるパラメータと、通信品質に関連するパラメータとを制御することにより、情報通信の結果として得られる値を一定に保つ。よって、本実施形態によれば、送信装置２０は、通信環境が変化した場合であっても、変化した通信環境に応じて、情報通信の結果として得られる値を一定に保ちながら、通信品質を向上させることができる。
【0112】
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、第１のパラメータＰＭ１の値と予め設定された閾値ＴＨとの差分が小さくなるよう通信パラメータＰＭの値を演算する。よって、本実施形態によれば、送信装置２０は、情報通信の結果として得られる値を、予め定めた一定の値に保つことができる。また、演算部２１２は、第１のパラメータＰＭ１の値と予め設定された閾値との差分と閾値との比較により、第１のパラメータＰＭ１の値を一定に保つため、演算を容易にすることができる。
【0113】
また、以上説明した実施形態によれば、第１のパラメータＰＭ１の閾値は一定の値である。すなわち、第１のパラメータＰＭ１の閾値は経時変化しない一定の値である。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、情報通信の結果として得られる値を常に一定に保つことができる。
【0114】
また、以上説明した実施形態によれば、送信装置２０は、受信部を備えることにより、通信対象である一以上の受信装置３０のうち所定の受信装置３０から受信を成功したか否かを示す情報を受信し、演算部２１２は、受信部により取得された情報に基づき、通信パラメータＰＭの値を演算する。受信部により取得された情報とは、情報通信の結果として得られる値であるともいうことができる。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、実際のフィードバックに基づいた制御をすることができるため、より精度よく第１のパラメータＰＭ１の値を一定に保つことができる。
【0115】
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、受信部により取得された情報に基づき、通信対象である一以上の受信装置３０が受信する合計のデータ転送量を演算し、受信装置３０が受信する合計のデータ転送量が増加するよう通信パラメータＰＭを演算する。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、受信装置３０が受信するデータ転送量を向上させることにより、応答性を向上させることができる。また、本実施形態によれば、送信装置２０は、電波を送信する対象となる受信装置３０の数を増やすことができる。
【0116】
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、受信部により取得された情報に基づき、通信対象である一以上の受信装置３０が受信する頻度を演算し、受信装置３０が受信する頻度が増加するよう通信パラメータＰＭを演算する。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、受信装置３０が受信する頻度を向上させることにより、データ転送量を増加させ、応答性を向上させることができる。また、本実施形態によれば、送信装置２０は、電波を送信する対象となる受信装置３０の数を増やすことができる。
【0117】
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、通信対象である受信装置３０の総数が最大になるように通信パラメータＰＭを演算する。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、電波を送信する対象となる受信装置３０の数を最大に増やすことができる。
【0118】
また、以上説明した実施形態によれば、第１のパラメータＰＭ１には、送信装置２０の消費電力、情報通信の成功率、受信データの品質、符号誤り率又はパケット誤り率の少なくともいずれかが含まれる。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、消費電力、情報通信の成功率、受信データの品質、符号誤り率又はパケット誤り率の少なくともいずれかを一定に保ったまま、通信品質を向上させることができる。
【0119】
また、以上説明した実施形態によれば、第２のパラメータＰＭ２には、通信チャネル、送信電力、パケットサイズ、変調方式の少なくともいずれかが含まれる。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、第１のパラメータＰＭ１の値を一定に保ったまま、送信電力、パケットサイズ、変調方式の少なくともいずれかの値を調整することができる。
【0120】
また、以上説明した実施形態によれば、第３のパラメータＰＭ３には、送信頻度、帯域幅、符号化方式、送信電力の少なくともいずれかが含まれる。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、第１のパラメータＰＭ１の値を一定に保ったまま、送信頻度、帯域幅、符号化方式、送信電力の少なくともいずれかの値を調整することができる。
【0121】
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、送信装置２０の消費電力である第１のパラメータＰＭ１を小さくするよう第２のパラメータＰＭ２を変化させ、第１のパラメータＰＭ１を大きくするよう第３のパラメータＰＭ３を変化させる。したがって、本実施形態によれば、送信装置２０は、第２のパラメータＰＭ２を変化させたことにより第１のパラメータＰＭ１としての消費電力が小さくなった場合であっても、第３のパラメータＰＭ３を変化させることにより第１のパラメータＰＭ１としての消費電力を大きくし、結果として送信装置２０の消費電力を一定に保つことができる。
【0122】
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、予め設定された物理的な範囲内に存在する受信装置３０の通信品質を向上させるよう通信パラメータＰＭを演算する。予め設定された物理的な範囲内とは、例えば電波の届く範囲内である。演算部２１２は、予め設定された物理的な範囲内に存在する受信装置３０の通信品質を向上させることにより、他店舗や他区画への干渉を防ぐことができる。特定の範囲内での効率的なブロードキャストが必要である場合、送信装置２０は、周囲環境に応じて使用チャネルを制限したり、ビーコンの送出強度を適応的に変化させたりしながら、それらによって削減された使用電力を、たとえばビーコンの送出頻度を向上させるために使用する。このような通信パラメータ選択ＰＭを行うことにより、電池寿命を低下させずにビーコンの送出頻度を向上させ、送信装置２０がビーコンを受信する頻度を向上させることができる。これにより、たとえば販促ビーコンであれば、特定の店舗に近づいたときに通常よりも早くビーコンを受信し迅速に販促情報をユーザに提示することができる。また、音声案内ビーコンも同様に、設置された区画に近づいた際に即座にユーザに音声案内を提案することができ、ユーザ体験の向上を図ることができる。
【0123】
また、送信装置２０が送信する位置情報ビーコンには、モノの紛失防止や広範囲における位置把握、渋滞情報の案内を行うために必要な情報を含めたビーコンなどもある。これらの用途では、ビーコンが届く範囲を特定せず、可能な限り広い範囲の受信機を対象にビーコンがブロードキャストされることが望ましい。このような広範囲でのブロードキャストが望ましい場合、上述した説明の通り周囲環境に応じて使用チャネルを制限し、それらによって削減された使用電力を、たとえばビーコンの送出頻度や送信強度を向上させるために使用してもよい。このような通信パラメータＰＭの選択を行うことにより、電池寿命を低下させずにビーコンの送出頻度を向上させることができる。また、このような通信パラメータＰＭの選択を行うことにより、可能な限り広い範囲にビーコンを届くようにさせ、広い範囲の受信機がビーコンを受信する頻度を向上させることができる。
【0124】
また、ビーコンが届く範囲を特定しないことにより、たとえば紛失防止を目的としたビーコンであれば、装置を取り付けた物体がユーザから遠い場所に存在していたとしても、可能な限り遠くから早くユーザにその存在を伝えることができる。また、位置把握ビーコンなども、広大な敷地内で十分な距離にブロードキャストでき、かつその位置の更新レートを高めることができる。さらに、渋滞情報の案内などに用いるビーコンであれば、同様に遠くまで高頻度にビーコンを届けることができるため、送信装置２０を設置する間隔を広げることができ設置の手間やコスト、メンテナンスに伴うコストを低減させることができる。
【0125】
ここで、ビーコンの頻度を向上させる必要がない用途も考えられる。例えば、ヒトの見守りや探索の用途では、ビーコンの頻度を向上させる必要がない場合もある。このようなビーコンの頻度を向上させる必要がない場合には、送信装置２０は、通信環境に適応することで削減された使用電力を、ビーコンの送信強度を向上させるために使用してもよい。
【0126】
また、以上説明した実施形態によれば、演算部２１２は、通信環境が悪化した場合、第２のパラメータＰＭ２として送信電力を小さくし、通信環境が良好な場合、第３のパラメータＰＭ３として送信電力を大きくする。すなわち、本実施形態によれば、送信電力は、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３のいずれのパラメータにもなり得る。したがって、本実施形態によれば、第１のパラメータＰＭ１の値を一定に保ちつつ、送信電力の値を一定に保つことができる。
【0127】
また、以上説明した実施形態によれば、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３は、それぞれ複数の構成要素を含む。演算部２１２は、第２のパラメータＰＭ２及び第３のパラメータＰＭ３にそれぞれ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演算を行う。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。
【0128】
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。
【0129】
また、以上説明した実施形態によれば、機械学習アルゴリズムとは、強化学習アルゴリズムである。送信装置２０は、自身が通信を行った結果に基づき、強化学習アルゴリズムにより学習を行うため、学習に時間を要しない。したがって、本実施形態によれば、学習を行うためのコストと手間を省くことができる。更に、送信装置２０は、強化学習アルゴリズムを用いることにより、送信装置２０が配置された場所に特化した学習を行うことができる。
【0130】
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。
【0131】
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。
【0132】
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。
【0133】
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。
【0134】
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。
【0135】
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。
【0136】
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。
【符号の説明】
【0137】
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…通信履歴情報取得部、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、２５…通信履歴情報記憶部、３１…制御部、３２…無線通信部、３２１…アンテナ、ＩＨ…通信履歴情報、ＰＭ…通信パラメータ、ＰＭ１…第１のパラメータ、ＰＭ２…第２のパラメータ、ＰＭ３…第３のパラメータ、Ｄ…劣化率
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】