(57)【要約】【課題】物理キャリアセンスに基づくアクセス制御を行ないながら、適切なビーム・パターン制御を行なう。【解決手段】通信装置は、ビーム・パターンを形成しないと信号が届かないような状況下では、長いプリアンブルを持つフレームを送信し、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御を可能にし、ビーム・パターンを形成しなくても信号が十分に届く状況下では、より短いプリアンブルを持つフレームを送信し、伝送のオーバーヘッドを小さく抑える。また、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従ってアクセス制御の送受信履歴に基づいて、ビーム・パターンやプリアンブル・タイプを決定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム・パターンを制御することが可能なアンテナと、
前記アンテナのビーム・パターンを制御するビーム・パターン制御部と、
フレーム送受信手順を制御するとともに、前記フレーム送受信手順に従って前記ビーム・パターン制御部による前記アンテナのビーム・パターンの制御を指示する制御部と、
を備え、
前記制御部は、フレーム送信時において、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択して、フレーム送信を行なう、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、フレーム送信時において、前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示しないときには、より長いプリアンブル長を持つプリアンブル・タイプを選択してフレーム送信を行ない、前記フレーム送信先に当てて絞られたビーム・パターンを形成するよう前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示するときには、より短いプリアンブル長を持つプリアンブル・タイプを選択してフレーム送信を行なう、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記フレーム送信先との送受信履歴を保持する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、フレーム送信時において、フレーム送信先との送受信履歴に基づいて、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択するとともに、前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示して、フレーム送信を行なう、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記フレーム送信先との前回の送受信時間情報を前記送受信履歴として前記記憶部に保持し、
フレーム送信時において、前記記憶部に保持されている前記送受信履歴を参照して、前記フレーム送信先との前回の送受信時刻からの経過時間に応じて、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択するとともに、前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示して、フレーム送信を行なう、
ことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
通信相手に対して送信要求フレーム（ＲＴＳ：Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を送信するとともに前記通信相手から確認通知フレーム（ＣＴＳ：Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を受信したことに応答してデータ・フレームの送信を開始する送受信手順を適用する場合において、
前記制御部は、前記ビーム・パターン制御部に対して、
前記フレーム送信先からＲＴＳフレームを受信したときには、当該受信信号に基づいて前記フレーム送信先に向けられたビーム・パターンを形成するように指示し、
前記フレーム送信先からＣＴＳフレームを受信したときには、当該受信信号に基づいて前記フレーム送信先宛てにデータ・フレームを送信する際に用いるビーム・パターンを形成するように指示する、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記フレーム送信先から受信したＣＴＳフレームに基づいて形成したビーム・パターンを利用して前記フレーム送信先宛てにデータ・フレームを送信する際に、より短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプを選択する、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記制御部は、前回のデータ・フレーム送信時に使用したビーム・パターンが有効であると判断したときには、ＲＴＳフレームの送信を行なうことなく、同じビーム・パターンを使用して連続してデータ・フレームを送信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項９】
前記制御部は、前回のデータ・フレーム送信時に使用したビーム・パターンが有効であると判断したときには、ペイロード部に挿入するパイロット・シンボルの比率を低減してデータ・フレームを送信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記フレーム送信先に対する経過時間の閾値を前記送受信履歴として前記記憶部に保持し、
フレーム送信時において、前記記憶部に保持されている前記送受信履歴を参照して、前記フレーム送信先との前回の送受信時刻からの経過時間が前記閾値以内のときには、前回のフレーム送受信時に使用したプリアンブル・タイプ又はビーム・パターンを選択し、前記フレーム送信先との前回の送受信時刻からの経過時間が前記閾値を超えるときには、前回のフレーム送信時に使用したよりも長いプリアンブル長を持つプリアンブル・タイプを選択し又は前回のフレーム送信時に使用したビーム・パターンを無効にする、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記フレーム送信先とのフレーム送受信処理が成功することに応じて前記閾値を増加し、前記フレーム送信先とのフレーム送受信処理が失敗することに応じて前記閾値を減少する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
ビーム・パターンを制御することが可能なアンテナを用い、フレーム送受信手順を制御するとともに、前記フレーム送受信手順に従って前記アンテナのビーム・パターンの制御を行なう無線通信方法であって、
フレーム送信時において、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択して、フレーム送信を行なう、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項１３】
ビーム・パターンを制御することが可能なアンテナを用いた通信動作の制御をコンピューター上で実行するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
前記アンテナのビーム・パターンを制御するビーム・パターン制御部、
フレーム送受信手順を制御するとともに、前記フレーム送受信手順に従って前記ビーム・パターン制御部による前記アンテナのビーム・パターンの制御を指示する制御部、
として機能させ、
前記制御部は、フレーム送信時において、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択して、フレーム送信を行なう、
ことを特徴とするコンピューター・プログラム。
【請求項１４】
ビーム・パターンを制御することが可能なアンテナと、前記アンテナのビーム・パターンを制御するビーム・パターン制御部と、フレーム送受信手順を制御するとともに、前記フレーム送受信手順に従って前記ビーム・パターン制御部による前記アンテナのビーム・パターンの制御を指示する制御部を備え、フレーム送信時において、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択して、フレーム送信を行なう通信装置と、
フレーム送信先となる通信装置と、
を具備することを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレーアンテナを用いてビーム・パターン制御を行なう通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムに係り、特に、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御とビーム・パターン制御を併用する通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信は、旧来の有線通信における配線作業の負担を解消し、さらには移動体通信を実現する技術として、急速に普及してきている。例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関する標準的な規格として、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１やＩＥＥＥ８０２．１５を挙げることができる。
【０００３】
多くの無線ＬＡＮシステムでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ：搬送波感知多重アクセス）などのキャリアセンスに基づくアクセス制御手順を採り入れて、各通信局はランダム・チャネル・アクセス時におけるキャリアの衝突を回避するようにしている。
【０００４】
図２２には、３台の通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−１が各々の通信可能範囲内で動作する様子を示している。また、図２３には、３台の通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−１が動作する通信環境下で、ＣＳＭＡ／ＭＡに基づく通信シーケンス例を示している。送信要求が発生した通信局は、まず所定のフレーム間隔ＤＩＦＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）だけメディア状態を監視し、この間に送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行ない、さらにこの間にも送信信号が存在しない場合に、送信権を得てフレームを送信することができる。
【０００５】
また、通信局は、ＡＣＫなどの例外的に緊急度の高いフレームを送信する際には、より短いフレーム間隔ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）の後にフレーム（パケット）を送信することが許される。これにより、緊急度の高いフレームは、通常のＣＳＭＡの手順に従って送信されるフレームよりも先に送信することが可能となる。
【０００６】
ここで、無線通信においては、通信局が互いに直接通信できない領域が存在するという隠れ端末問題が生じることが知られている。隠れ端末同士ではネゴシエーションを行なうことができないため、送信動作が衝突する可能性がある。隠れ端末問題を解決する方法論として、「仮想キャリアセンス」を挙げることができる。具体的には、通信局は、自局宛てでない受信フレーム中にメディアを予約するためのＤｕｒａｔｉｏｎ（持続時間）情報が記載されている場合には、Ｄｕｒａｔｉｏｎ情報に応じた期間はメディアが使用されているものと予想すなわち仮想キャリアセンスして、送信停止期間（ＮＡＶ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ）を設定する。
【０００７】
さらに、仮想キャリアセンスを利用した信号送受信シーケンスの代表例として、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを挙げることができる。データ送信元の通信局が送信要求フレーム（ＲＴＳ：Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を送信し、データ送信先の通信局から確認通知フレーム（ＣＴＳ：Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）を受信したことに応答してデータ送信を開始する。そして、隠れ端末は、自局宛てでないＲＴＳ又はＣＴＳのうち少なくとも一方のフレームを受信すると、受信フレーム中に記載されているＤｕｒａｔｉｏｎ情報に基づいて送信停止期間を設定して、衝突を回避する。送信局にとっての隠れ端末は、ＣＴＳを受信して送信停止期間を設定し、データ・フレームとの衝突を回避し、受信局にとっての隠れ端末は、ＲＴＳを受信して送信期間を停止し、ＡＣＫとの衝突を回避する。
【０００８】
ＣＳＭＡ／ＣＡ制御手順にＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用することにより、過負荷状態における衝突のオーバーヘッドの削減が図られることがある。
【０００９】
ところで、特定の通信相手との間で良好な通信チャネルを確保する方法の一例として、アレーアンテナ技術を挙げることができる。アンテナ毎の送信重み若しくは受信重みを変化させることでアンテナのビーム・パターンを制御することができ、送信ビーム又は受信ビームの少なくとも一方を通信相手の位置する方向に向けることで、通信チャネルの品質が向上する。
【００１０】
例えば、基地局が移動局毎に固有のビーム・パターンを形成して送受信を行なってアンテナ・ゲインを向上させ、良好な通信路を提供する無線通信システムについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【００１１】
また、基地局が、データ信号の送信時にはアンテナの指向性を制御するが、同期信号を送信する際にはアンテナの指向性を制御せず、同期信号と同一の時間帯に多重されたデータ信号が存在するときには同期信号の長さを短縮するなどの適応処理を行なうことで、同期確立前の端末装置に対する信号による与干渉低減する通信方法について提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。
【００１２】
図２４には、アレーアンテナ技術を利用した通信環境を例示している。図２２に示した通信環境下では、各通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−２は特定の通信局宛てのビーム・パターンを生成せず、無指向性（ｏｍｎｉ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）のビーム・パターンＢｅａｍ−１、Ｂｅａｍ−１、Ｂｅａｍ−２で、それぞれ送受信を行なっている。これに対し、図２４に示す例では、基地局に相当するＳＴＡ−０は、通信相手であるＳＴＡ−１並びにＳＴＡ−２に対して、Ｂｅａｍ−０１並びにＢｅａｍ−０２のように、特定の通信局ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−２に対して利得が高くなる（言い換えれば、ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−２宛てに絞られた）ビーム・パターンをそれぞれ生成して、通信を行なう。端末局に相当するＳＴＡ−１、ＳＴＡ−２は、無指向性のビーム・パターンＢｅａｍ−１、Ｂｅａｍ−２をそれぞれ持つが、ＳＴＡ−０がそれぞれ自局に向けられたビーム・パターンＢｅａｍ−０１、Ｂｅａｍ−０２で送信するので、受信ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）は向上する。
【００１３】
また、ミリ波帯を使用する無線ＰＡＮ（ｍｍＷＰＡＮ：ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−ｗａｖｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃにも、アンテナの指向性を利用した通信方法が適用されている。ミリ波は、無線ＬＡＮ技術などで広く普及しているマイクロ波と比較しても、波長が短く強い直進性があり、非常に大きな情報量を伝送することができるが、反射に伴う減衰が激しく、伝搬損失が大きいため、遠くまで無線信号が到達しない。送受信ビーム・パターンの制御により、ミリ波の飛距離問題を補うことができる。
【００１４】
ビーム・パターンは、一般に通信相手との間の伝送チャネル情報に基づいて算出される。このため、ビーム・パターンを制御する際には、通信相手からの受信信号を必要とする。図２４に示した、基地局に相当するＳＴＡ−０で運営される通信環境では、例えば図２５に示すように、配下の各端末局ＳＴＡ−１並びにＳＴＡ−２が、ビーム・パターンを更新（リフレッシュ）するための信号（ｓｉｇｎａｌ）をそれぞれ定期的にＳＴＡ−０宛てに送信することが前提となる。また、特定のビーム・パターンで信号を送受信する際には、プリアンブルを用いて信号を検出することは行なわれない。プリアンブル検出は、図２３に示したようなランダム・チャネル・アクセスにおいてのみ行なわれ、ランダム・チャネル・アクセス用には、データの送受信とは異なるビーム・パターンで送受信が行なわれる。例えば、図２４に示した通信システムにおいて、基地局ＳＴＡ−０は、ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−２とデータの送受信を行なうときには通信相手に向けられたビーム・パターンＢｅａｍ−０１、Ｂｅａｍ０２を用いるが、ランダム・チャネル・アクセス時には図２２に示したような無指向性のビーム・パターンＢｅａｍ−０を利用する。
【００１５】
通信局は、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御を行なう際には、不特定の周辺局からの信号を受信する目的で、プリアンブルの検出を行なう必要がある。一方で、ビーム・パターンを形成しないと特定の通信局との通信が困難となる通信システムでは、ビーム・パターンを形成すると不特定局からの信号を受信できなくなる結果として、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御を行なうことは困難である。
【００１６】
上述した特許文献１、２に記載されているような基地局の配下で特定の通信局向けのビーム・パターンと不特定の通信局向けのビーム・パターンを別々に形成して通信を行なうシステムでは、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御なしにチャネル共有を行なうことに特に問題はない。これに対し、利用する電波帯域がアンライセンスト・バンドのような場合には、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御によってチャネル共有を行なうことが好ましい。例えば、ミリ波を使用する無線ＬＡＮのようなプライベートなネットワークでは、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御と、ビーム・パターン制御を併用する必要があると思料される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００４−７２５３９号公報
【特許文献２】特開２００７−３２４７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、例えばミリ波帯を使用する通信方式において、飛距離問題解決や通信品質の向上などのためにアレーアンテナを用いてビーム・パターン制御を好適に行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することにある。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、例えば電波帯域がアンライセンスト・バンドとなる通信環境下において、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御を行ないながら、適切なビーム・パターン制御を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
ビーム・パターンを制御することが可能なアンテナと、
前記アンテナのビーム・パターンを制御するビーム・パターン制御部と、
フレーム送受信手順を制御するとともに、前記フレーム送受信手順に従って前記ビーム・パターン制御部による前記アンテナのビーム・パターンの制御を指示する制御部と、
を備え、
前記制御部は、フレーム送信時において、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択して、フレーム送信を行なう、
ことを特徴とする通信装置である。
【００２１】
本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に係る通信装置の制御部は、フレーム送信時において、前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示するように構成されている。
【００２２】
本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項２に係る通信装置の制御部は、前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示しないときには、より長いプリアンブル長を持つプリアンブル・タイプを選択してフレーム送信を行ない、前記フレーム送信先に当てて絞られたビーム・パターンを形成するよう前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示するときには、より短いプリアンブル長を持つプリアンブル・タイプを選択してフレーム送信を行なうように構成されている。
【００２３】
本願の請求項４に記載の発明によれば、請求項２に係る通信装置は、フレーム送信先との送受信履歴を保持する記憶部をさらに備えており、また、制御部は、フレーム送信時において、フレーム送信先との送受信履歴に基づいて、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択するとともに、前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示して、フレーム送信を行なうように構成されている。
【００２４】
本願の請求項５に記載の発明によれば、請求項４に係る通信装置の制御部は、フレーム送信先との前回の送受信時間情報を前記送受信履歴として前記記憶部に保持するように構成されている。また、制御部は、フレーム送信時において、前記記憶部に保持されている前記送受信履歴を参照して、前記フレーム送信先との前回の送受信時刻からの経過時間に応じて、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択するとともに、前記ビーム・パターン制御部による前記ビーム・パターンの制御を指示して、フレーム送信を行なうように構成されている。
【００２５】
本願の請求項６に記載の発明によれば、請求項２に係る通信装置がＲＴＳ／ＣＴＳ送受信手順を適用する場合において、データ受信側として動作する際には、制御部は、前記ビーム・パターン制御部に対して、前記フレーム送信先からＲＴＳフレームを受信したときには、当該受信信号に基づいて前記フレーム送信先に向けられたビーム・パターンを形成するように指示するように構成されている。また、ＲＴＳ／ＣＴＳ送受信においてデータ送信側として動作する際には、制御部は、前記フレーム送信先からＣＴＳフレームを受信したときには、当該受信信号に基づいて前記フレーム送信先宛てにデータ・フレームを送信する際に用いるビーム・パターンを形成するように指示するように構成されている。
【００２６】
本願の請求項７に記載の発明によれば、請求項６に係る通信装置の制御部は、前記フレーム送信先から受信したＣＴＳフレームに基づいて形成したビーム・パターンを利用して前記フレーム送信先宛てにデータ・フレームを送信する際に、より短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプを選択するように構成されている。
【００２７】
本願の請求項８に記載の発明によれば、請求項６に係る通信装置の制御部は、前回のデータ・フレーム送信時に使用したビーム・パターンが有効であると判断したときには、ＲＴＳフレームの送信を行なうことなく、同じビーム・パターンを使用して連続してデータ・フレームを送信するように構成されている。
【００２８】
本願の請求項９に記載の発明によれば、請求項６に係る通信装置の制御部は、前回のデータ・フレーム送信時に使用したビーム・パターンが有効であると判断したときには、ペイロード部に挿入するパイロット・シンボルの比率を低減してデータ・フレームを送信するように構成されている。
【００２９】
本願の請求項１０に記載の発明によれば、請求項５に係る通信装置の制御部は、前記フレーム送信先に対する経過時間の閾値を前記送受信履歴として前記記憶部に保持するように構成されている。そして、制御部は、フレーム送信時において、前記記憶部に保持されている前記送受信履歴を参照して、前記フレーム送信先との前回の送受信時刻からの経過時間が前記閾値以内のときには、前回のフレーム送受信時に使用したプリアンブル・タイプ又はビーム・パターンを選択する一方、前記フレーム送信先との前回の送受信時刻からの経過時間が前記閾値を超えるときには、前回のフレーム送信時に使用したよりも長いプリアンブル長を持つプリアンブル・タイプを選択し又は前回のフレーム送信時に使用したビーム・パターンを無効にする。
【００３０】
本願の請求項１１に記載の発明によれば、請求項１０に係る通信装置の制御部は、前記フレーム送信先とのフレーム送受信処理が成功することに応じて前記閾値を増加し、前記フレーム送信先とのフレーム送受信処理が失敗することに応じて前記閾値を減少するように構成されている。
【００３１】
また、本願の請求項１２に記載の発明は、ビーム・パターンを制御することが可能なアンテナを用い、フレーム送受信手順を制御するとともに、前記フレーム送受信手順に従って前記アンテナのビーム・パターンの制御を行なう無線通信方法であって、
フレーム送信時において、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択して、フレーム送信を行なう、
ことを特徴とする通信方法である。
【００３２】
また、本願の請求項１３に記載の発明は、ビーム・パターンを制御することが可能なアンテナを用いた通信動作の制御をコンピューター上で実行するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
前記アンテナのビーム・パターンを制御するビーム・パターン制御部、
フレーム送受信手順を制御するとともに、前記フレーム送受信手順に従って前記ビーム・パターン制御部による前記アンテナのビーム・パターンの制御を指示する制御部、
として機能させ、
前記制御部は、フレーム送信時において、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択して、フレーム送信を行なう、
ことを特徴とするコンピューター・プログラムである。
【００３３】
本願の請求項に係るコンピューター・プログラムは、コンピューター上で所定の処理を実現するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムを定義したものである。換言すれば、本願の請求項に係るコンピューター・プログラムをコンピューターにインストールすることによって、コンピューター上では協働的作用が発揮され、本願の請求項１に係る通信装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００３４】
また、本願の請求項１４に記載の発明は、ビーム・パターンを制御することが可能なアンテナと、前記アンテナのビーム・パターンを制御するビーム・パターン制御部と、フレーム送受信手順を制御するとともに、前記フレーム送受信手順に従って前記ビーム・パターン制御部による前記アンテナのビーム・パターンの制御を指示する制御部を備え、フレーム送信時において、プリアンブル長の異なる複数のプリアンブル・タイプのうちいずれかを選択して、フレーム送信を行なう通信装置と、
フレーム送信先となる通信装置と、
を具備することを特徴とする通信システムである。
【００３５】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、例えばミリ波帯を使用する通信方式において、飛距離問題解決や通信品質の向上などのためにアレーアンテナを用いてビーム・パターン制御を好適に行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することができる。
【００３７】
また、本発明によれば、例えば電波帯域がアンライセンスト・バンドとなる通信環境下において、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御を行ないながら、適切なビーム・パターン制御を行なうことができる、優れた通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システムを提供することができる。
【００３８】
ミリ波帯を使用する通信システムなどでは、特定の通信相手との間で良好な通信チャネルを確保するために、通信相手に向けてビーム・パターンを絞る方法が採用される。しかしながら、通信相手と最後に送受信してから相当の期間が経過したときや、初めての通信相手の時には、有効なビーム・パターン情報を保持することができない。これに対し、本願の請求項１、１２乃至１４に記載の発明によれば、伝送のオーバーヘッドを犠牲にしつつ、より長いプリアンブル長のプリアンブル・タイプを選択してフレーム送信することによって通信相手は低い受信ＳＩＮＲでも信号検出できるようにすることができる。また逆に、ビーム・パターン制御を行なうことなどによって受信ＳＩＮＲが十分高い状況下では、より短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプを選択することによって伝送のオーバーヘッドを抑えることができる。
【００３９】
本願の請求項２に記載の発明によれば、通信装置は、ビーム・パターンを選択すると同時に利用するプリアンブル長も選択的に決定することができる。
【００４０】
本願の請求項３に記載の発明によれば、長いプリアンブル長を持つフレームを送信することにより、ビーム・パターン制御を行なわず受信ＳＩＮＲが低い状況下でも信号検出に基づくアクセス制御を行なうことができる。また、本願の請求項３に記載の発明によれば、ビーム・パターン制御により通信相手の受信ＳＩＮＲを向上させることができるときには、より短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプを選択することによって、伝送のオーバーヘッドを抑えることができる。
【００４１】
本願の請求項４に記載の発明によれば、通信装置は、前回のフレーム送受信時に利用したビーム・パターンやプリアンブル・タイプなどの情報を送受信履歴として記憶部に保持することができる。また、本願の請求項４に記載の発明によれば、通信相手との送受信履歴に基づいて有効なビーム・パターンを保持していないと判断されるときには、伝送のオーバーヘッドを犠牲にしつつ、より長いプリアンブル長のプリアンブル・タイプを選択してフレーム送信することによって、通信相手は低い受信ＳＩＮＲでも信号検出できるようにすることができる。また、本願の請求項４に記載の発明によれば、通信相手との送受信履歴に基づいて有効なビーム・パターンを保持していると判断されるときには、ビーム・パターン制御により通信相手の受信ＳＩＮＲを向上させることができることから、より短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプを選択することによって、伝送のオーバーヘッドを抑えることができる。
【００４２】
記憶部に保持されている、前回のフレーム送受信時に利用したビーム・パターンやプリアンブル・タイプなどの送受信履歴は、通信相手との間のチャネルが変化しない限り有効である。また、一般にチャネルは経時変化する。本願の請求項５に記載の発明によれば、かかる点を考慮して、同じ通信相手との前回のフレーム送受信時からの経過時間に基づいて、送受信履歴として保持しているビーム・パターンやプリアンブル・タイプ（プリアンブル長）の有効性を判断することができる。
【００４３】
ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクのように所定の送受信手順に従う際には、短いフレーム間隔でフレーム交換が行なわれ、直前のフレーム受信時に確保したビーム・パターンが有効であることが期待される。そこで、本願の請求項６に記載の発明によれば、通信装置は、直前のフレーム受信時に確保したビーム・パターンを後続のフレームの送受信に利用することで、受信ＳＩＮＲを向上させることができる。また、本願の請求項７に記載の発明によれば、フレーム送信先において受信ＳＩＮＲが向上することを期待して、より短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプを選択することによって、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイク時における伝送のオーバーヘッドを抑えることができる。
【００４４】
本願の請求項８に記載の発明によれば、前回のデータ・フレーム送信時に使用したビーム・パターンが有効であると判断したときには、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを省略してデータ・フレームを連続して送信することにより、伝送のオーバーヘッドを抑えることができる。
【００４５】
本願の請求項９に記載の発明によれば、前回のデータ・フレーム送信時に使用したビーム・パターンが有効であると判断したときには、ペイロード中に挿入するパイロット・シンボルの比率を低減してデータ・フレームを連続して送信することにより、情報伝送の効率を向上することができる。
【００４６】
本願の請求項１０に記載の発明によれば、フレーム送信先毎の経過時間の閾値を送受信履歴として管理し、フレーム送信先との前回の送受信時刻からの経過時間を該当する閾値と比較することによって、前回のフレーム送受信時に使用したプリアンブル・タイプやビーム・パターンの有効性を判断することができる。
【００４７】
本願の請求項１１に記載の発明によれば、フレームを正しく届けられる通信相手は、チャネル状況の変化が小さいと判断されることから、経過時間の閾値を増加することによって、より長い期間にわたってビーム・パターンが有効となるようにすることができ、この結果、伝送のオーバーヘッドを抑え、情報伝送の効率化を図ることができる。また逆に、フレームを正しく届けることができない通信相手は、チャネル状況の変化が大きいと判断されることから、経過時間の閾値を減少することによって、短い期間でビーム・パターンを更新することによって、伝送誤りの発生を抑えることができる。
【００４８】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成例を模式的に示した図である。
【図２】図２は、通信装置１００の構成例を示した図である。
【図３】図３は、ディジタル部１８０の内部構成の一例を示した図である。
【図４】図４は、自己相関によりプリアンブルを検出する相関処理回路の構成例を示した図である。
【図５】図５は、相互相関によりプリアンブルを検出する相関処理回路の構成例を示した図である。
【図６】図６は、電力計算部１８３の内部構成例を示した図である。
【図７】図７は、送信ビーム処理部１８５による送信ビームの指向性制御によって通信装置１００が形成することができる送信ビーム・パターンの一例を示した図である。
【図８】図８は、プリアンブル長の異なるフレーム・フォーマット例を示した図である。
【図９】図９は、通信相手同士がともに互いに対して利得が高くなるビーム・パターンを形成して送受信を行なう通信環境を例示した図である。
【図１０】図１０は、２台の通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１の間でＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従ってアクセス制御が行なわれる通信シーケンス例を示した図である。
【図１１】図１１は、送受信履歴のフォーマット例を示した図である。
【図１２】図１２は、通信装置１００が過去の送受信履歴に基づいてビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプを正確にするための処理手順を説明するための通信シーケンス図である。
【図１３】図１３は、通信装置１００が過去の送受信履歴に基づいてビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプを正確にするための処理手順を説明するための通信シーケンス図である。
【図１４】図１４は、通信装置１００が図１０、図１２、図１３に示した通信シーケンスにおいて通信局ＳＴＡ−０として動作する際の状態遷移図である。
【図１５】図１５は、通信装置１００がＲＴＳ、ＣＴＳ、データ、並びにＡＣＫの各フレームの送信準備状態に遷移したことを起動イベントして逐次実施される、送受信履歴を更新するための処理手順を示したフローチャートである。
【図１６】図１６は、通信装置１００がＲＴＳ、ＣＴＳ、データ、並びにＡＣＫの各フレームを受信完了したことを起動イベントして逐次実施される、送受信履歴を更新するための処理手順を示したフローチャートである。
【図１７】図１７は、図１６に示したフローチャート中のステップＳ１６０１で実行される、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を増加更新するための処理手順を示したフローチャートである。
【図１８】図１８は、図１６に示したフローチャート中のステップＳ１６０３で実行される、よりプリアンブル長の短いプリアンブル・タイプに更新するための処理手順を示したフローチャートである。
【図１９】図１９は、通信装置１００がＲＴＳ、ＣＴＳ、データの各フレーム送信後にタイムアウトしたことを起動イベントして逐次実施される、送受信履歴を更新するための処理手順を示したフローチャートである。
【図２０】図２０は、図１９に示したフローチャート中のステップＳ１９０１で実行される、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を現象更新するための処理手順を示したフローチャートである。
【図２１】図２１は、図１９に示したフローチャート中のステップＳ１９０２で実行される、よりプリアンブル長の長いプリアンブル・タイプに更新するための処理手順を示したフローチャートである。
【図２２】図２２は、いずれの通信局も無指向性のビーム・パターンを用いて送受信動作を行なう通信環境を例示した図である。
【図２３】図２３は、３台の通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−１が動作する通信環境下で、ＣＳＭＡ／ＭＡに基づく通信シーケンス例を示した図である。
【図２４】図２４は、基地局のみが各端末局に対して利得が高くなるビーム・パターンを形成して送受信を行なう一方、端末局は無指向性のビーム・パターンを用いて送受信を行なう通信環境を例示した図である。
【図２５】図２５は、各端末局ＳＴＡ−１並びにＳＴＡ−２が、ビーム・パターンを更新するためのｓｉｇｎａｌ信号をそれぞれ定期的にＳＴＡ−０宛てに送信する様子を示した図である。
【図２６】図２６は、モジュール化された通信装置１００を搭載した情報機器の構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、ビーム・パターン制御を行なう通信方式として、６０ＧＨｚ帯のミリ波を使用するＶＨＴ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）規格を挙げることができるが、本発明の要旨は特定の周波数帯に限定されるものではない。また、アンテナの指向性を所望の特性にするにはアンテナ上の振幅と位相分布を制御する必要がある。半波長ダイポール・アンテナやスロット・アンテナを複数並べて、アレーアンテナを構成し、各アンテナ素子の励振振幅と位相を制御することによって、指向性をより細やかに制御し、ビームの方向を時間的に変化させることができる。本発明を実現するには、アンテナのビーム・パターン制御を行なうことが必須であるが、本発明の要旨は特定のアレーアンテナ構造に限定されるものではない。
【００５１】
図１には、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成例を模式的に示している。図示の無線通信システムは、通信装置１００と通信装置２００からなる。同システムでは、ミリ波帯が使用される。ミリ波の通信方式は、直進性が強く反射時の減衰の大きいという飛距離問題があるため、送信ビーム及び受信ビームを通信相手にそれぞれ向けて無線信号を送受信するようになっている。また、同システムで利用する電波帯域がアンライセンスト・バンドであり、物理キャリアセンスに基づくアクセス制御によってチャネル共有を行なうものとする。
【００５２】
図１に示す例では、通信装置１００は、ミリ波の通信方式に従って無線信号を送受信するための複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎを備えている。そして、各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎを介して送信される信号の重みを調整することによって、送信ビームの指向性Ｂtを制御するようになっている。図示の例では、送信ビームＢtは、通信相手となる通信装置２００の位置の方向に向けられている。
【００５３】
また、通信装置２００は、ミリ波の通信方式に従って無線信号を送受信するための複数のアンテナ２６０ａ〜２６０ｎを備えている。そして、各アンテナ２６０ａ〜２６０ｎを介して受信される信号の重みを調整することによって、受信ビームの指向性Ｂrを制御するようになっている。図示の例では、受信ビームＢrは、通信相手となる通信装置１００の位置の方向に向けられている。
【００５４】
図２には、通信装置１００の構成例を示している。図示の通信装置１００は、ブロードバンド・ルーターや無線アクセスポイントとして動作してもよい。なお、図示しないが、通信装置２００も同様の構成であってもよい。
【００５５】
通信装置１００は、記憶部１５０と、複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎと、無線通信部１７０を備えている。無線通信部１７０は、アナログ部１７２と、ＡＤ変換部１７４と、ＤＡ変換部１７６と、ディジタル部１８０と、制御部１９０で構成される。
【００５６】
複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎは、ミリ波の通信方式に従った無線通信に使用される。アンテナ１６０ａ〜１６０ｎはアレーアンテナを構成し、各々の励振振幅と位相を制御して、ビームの方向を時間的に変化させることができる。具体的には、所定の重み係数を用いて重み付けされた無線信号をアンテナ１６０ａ〜１６０ｎからミリ波を用いてそれぞれ送信し、また、アンテナ１６０ａ〜１６０ｎでそれぞれ受信したミリ波の無線信号に所定の重み係数を用いて重み付けして、アナログ部１７２へ出力する。
【００５７】
アナログ部１７２は、典型的には、ミリ波の通信方式に従った無線信号を送受信するためのＲＦ回路に相当する。すなわち、アナログ部１７２は、アンテナ１６０ａ〜１６０ｎによりそれぞれ受信された複数の受信信号を低雑音増幅するとともにダウンコンバートし、後段のＡＤ変換部１７４へ出力する。また、アナログ部１７２は、ＤＡ変換部１７６によりそれぞれアナログ信号に変換された複数の送信信号をＲＦ帯にアップコンバートするとともに電力増幅して、各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎへ出力する。
【００５８】
ＡＤ変換部１７４は、アナログ部１７２から入力される複数のアナログ受信信号をそれぞれディジタル信号に変換し、後段のディジタル部１８０へ出力する。また、ＤＡ変換部１７６は、ディジタル部１８０から入力される複数のディジタル送信信号をそれぞれアナログ信号に変換し、アナログ部１７２へ出力する。
【００５９】
ディジタル部１８０は、典型的には、ミリ波の通信方式に従って受信信号を復調及び復号するための回路、並びに、ミリ波の通信方式に従って送信信号を符号化及び変調するための回路で構成される。
【００６０】
図３には、ディジタル部１８０の内部構成の一例を示している。図示のように、ディジタル部１８０は、同期部１８１と、受信ビーム処理部１８２と、電力計算部１８３と、決定部１８４と、復調復号部１８５と、符号化変調部１８６と、送信ビーム処理部１８７で構成される。
【００６１】
同期部１８１は、例えば、複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎにより受信された複数の受信信号について、フレームの先頭のプリアンブルに応じて受信処理の開始タイミングを同期させて、受信ビーム処理部１８２へ出力する。同期部１８１は、例えば受信したプリアンブルの自己相関又は相互相関などの相関処理に基づいて、同期タイミングを獲得することができる。
【００６２】
図４には、自己相関によりプリアンブルを検出する相関処理回路の構成例を示している。
【００６３】
遅延部４０１は、プリアンブルに含まれる既知トレーニング・シーケンスの繰り返し周期に相当する時間間隔だけ受信信号を保持し、遅延信号として出力する。また、複素共役部４０２は、この遅延信号の共役複素数をとる。そして、乗算部４０３では、受信信号と既知トレーニング・シーケンスの繰り返し周期間隔分の遅延信号との複素共役乗算を行なう。平均部４０４は、所定の移動平均区間にわたって、乗算部４０３が出力する積の移動平均を計算して自己相関値を求める。そして、判定部４０５、この自己相関値が所定の閾値を超えたタイミングでフレーム若しくは信号の到来を発見する。
【００６４】
また、図５には、相互相関によりプリアンブルを検出する相関処理回路の構成例を示している。
【００６５】
遅延部５０２は、それぞれサンプル周期に相当する遅延時間を持つ複数の遅延素子を直列接続して構成され、全体としてはタイミング推定区間の遅延時間を与える。一方、プリアンブル保持部５０１は既知トレーニング・シーケンスのパターンを保持している。そして、受信信号サンプルを遅延部５０２の各遅延素子で１サンプルずつ遅延させ、各々の遅延信号をプリアンブル保持部５０１の保持パターンと掛け合わせ、合計部５０３でこれらを合計して内積を求めることで、相互相関値を得ることができる。そして、ピーク検出部５０４は、相互相関値のピーク位置を推定タイミングとする。
【００６６】
後述するように、本実施形態に係る通信システムでは、長さの異なる複数種類のプリアンブルを選択的に使用するようになっている。同期部１８１は、長さの異なる各種類のプリアンブルに対応した複数の相関処理回路モジュールを備え、これらを並列的に動作させて、プリアンブル・タイプが未知すなわち任意のプリアンブル長のフレームを受信できるものとする。
【００６７】
受信ビーム処理部１８２は、同期部１８１から入力される複数の受信信号について、例えば一様分布又はテイラー分布に従って重み付け処理を行なうことによって、受信ビームの指向性を制御する。そして、受信ビーム処理部１８２は、重み付けされた受信信号を電力計算部１８３及び復調復号部１８５へ出力する。
【００６８】
最適な送受信ビーム方向の学習若しくは更新を行なう際、電力計算部１８３は、各送受信ビーム方向で送受信された受信信号の受信電力をそれぞれ計算して、決定部１８４へ順次出力する。
【００６９】
図６には、電力計算部１８３の内部構成例を示している。周波数補正部６０１は、受信信号の周波数オフセットを補正する。そして、２乗器６０２では信号の２乗値を算出して、信号電力を得ることができる。
【００７０】
そして、決定部１８４は、電力計算部１８３から入力される受信電力値に基づいて、最適な送信ビーム方向並びに最適な受信ビーム方向を決定する。そして、決定されたビーム方向を特定するためのパラメーター値が、制御部１９０を介して記憶部１５０に記憶される。ここで言う最適なビーム方向とは、典型的には、１つのビーム学習用信号について電力計算部１８３から入力される一連の受信電力値が最大値となるビーム方向に相当する。
【００７１】
復調復号部１８５は、受信ビーム処理部１８２により重み付けされた受信信号をミリ波の通信方式に使用される任意の変調方式及び符号化方式に従って復調及び復号し、データ信号を取得する。そして、復調復号部１８５は、取得したデータ信号を制御部１９０へ出力する。
【００７２】
符号化変調部１８６は、制御部１９０から入力されるデータ信号をミリ波の通信方式に使用される任意の符号化方式及び変調方式に従って符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、符号化変調部１８６は、生成した送信信号を送信ビーム処理部１８７へ出力する。
【００７３】
送信ビーム処理部１８７は、符号化変調部１８６から入力された送信信号から、例えば一様分布又はテイラー分布に従って重み付けされた複数の送信信号を生成し、送信ビームの指向性を制御する。送信ビーム処理部１８７により使用される重みの値は、例えば、制御部１９０から入力される指向性制御信号により指定される。送信ビーム処理部１８７により重み付けされた複数の送信信号は、ＤＡ変換部１７６へそれぞれ出力される。
【００７４】
図２に戻って、引き続き、無線通信装置１００の構成について説明する。制御部１９０は、例えばマイクロプロセッサーなどの演算装置を用いて構成され、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層の処理を始め、無線通信部１７０内の動作全般について制御する。ＭＡＣ層の処理には、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従うメディア・アクセス制御が含まれる。制御部１９０は、最適な送信ビーム方向又は受信ビーム方向を特定するためのパラメーター値を記憶部１５０から取得すると、当該パラメーター値に基づいて特定されるビーム方向を形成するよう各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎに重み係数を付与することを指示するための指向性制御信号をディジタル部１８０内の送信ビーム処理部１８５へ出力する。これにより、無線通信装置１００によるミリ波の通信方式に従った無線送信の際の送信ビーム又は受信ビームが通信相手の位置する方向に向くような最適なビーム・パターンが形成される。
【００７５】
また、制御部１９０が行なうＭＡＣ層の処理には、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従うメディア・アクセス制御が含まれる。制御部１９０は、ＭＡＣ層プロトコルなどに従ってフレーム送受信を行なった際の送受信履歴を記憶部１５０に記憶するとともに、記憶しておいた送受信履歴に基づいて、次回のフレーム送受信時に利用すべきビーム・パターンなどを決定するが、その処理の詳細は後述に譲る。
【００７６】
図７には、送信ビーム処理部１８５による送信ビームの指向性制御によって通信装置１００が形成することができる送信ビーム・パターンの一例を示している。同図に示す例では、通信装置１００は１０個の送信ビーム・パターン要素Ｂt0〜Ｂt9を形成することができる。送信ビーム・パターン要素Ｂt0〜Ｂt9は、通信装置１００が位置する平面上で、３６度ずつ異なる方向への指向性をそれぞれ有している。
【００７７】
送信ビーム処理部１８５は、制御部１９０からの指向性制御信号に応じて、各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎに重み係数を付与することによって、かかる１０個の送信ビーム・パターン要素Ｂt0〜Ｂt9のうちいずれか１つ（若しくは２以上の組み合わせ）の送信ビーム・パターンを形成して、指向性の無線信号を送信させることができる。
【００７８】
通信装置１００により形成可能な受信ビーム・パターンも、図７に示した送信ビーム・Ｂt0〜Ｂt9と同様のビーム・パターンであってよい。すなわち、受信ビーム処理部１８２は、制御部１９０からの指向性制御信号に応じて、各アンテナ１６０ａ〜１６０ｎに重み係数を付与することによって、かかる１０個の受信ビーム・パターン要素Ｂr0〜Ｂr9のうちいずれか１つ（若しくは２以上の組み合わせ）と一致する受信ビーム・パターンを形成して、ミリ波の通信方式に従った無線信号をアンテナ１６０ａ〜１６０ｎで受信させることができる。
【００７９】
通信装置１００の記憶部１５０には、これら送受信ビーム・パターン要素Ｂt0〜Ｂt9、Ｂr0〜Ｂr9をそれぞれ形成するためのアンテナ１６０ａ〜１６０ｎ毎の重み係数を特定するためのパラメーター値があらかじめ記憶されている。
【００８０】
なお、通信装置１００により形成可能な送信ビーム・パターン及び受信ビーム・パターンは、図７に示した例に限定されるものではない。例えば、３次元空間上のさまざまな方向に指向性を有する送信ビーム・パターン又は受信ビーム・パターンを形成できるように複数のアンテナ１６０ａ〜１６０ｎを構成することもできる。
【００８１】
本実施形態に係る通信システムでは、長さの異なる複数種類のプリアンブルが規定されており（前述）、これらのうちいずれかを選択的に使用することができる。図８には、プリアンブル・タイプ（プリアンブルの長さ）の異なるフレーム・フォーマット例を示している。同図に示す例では、プリアンブル長が最も短いＰｒｅａｍｂｌｅ−０、プリアンブル長が最も長いＰｒｅａｍｂｌｅ−２、これらの中間の長さからなるＰｒｅａｍｂｌｅ−１を持つ、３種類のフレーム・フォーマットを示している。ヘッダー部以降の構成はいずれのフレームも同じとする。ヘッダー部には、ペイロード（ＰＳＤＵ）の受信に必要となる制御情報が記載されている。ＰＳＤＵ（ＰＬＣＰ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）は、ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）が配送する責任のあるサービス・データ・ユニットであり、ＭＡＣヘッダーを含むＭＡＣフレームに相当する。
【００８２】
プリアンブル長が長いほど、信号検出処理能力が高くなる（周知）。何故ならば、長いプリアンブルを使用することにより、受信側ではより多くのシンボルを信号検出に利用することができ、受信ＳＩＮＲが低くても信号が検出されるからである。したがって、通信相手に向かってビーム・パターンを形成しないと信号が届かないような通信環境下で、ビームを形成しない状態でＣＳＭＡ／ＣＡに基づき信号検出処理を行なう際には、プリアンブル長のより長いフレームを利用することが考えられる。他方、長いプリアンブルは伝送のオーバーヘッドにつながるという観点からは、可能な限りプリアンブル長は短いことが好ましい。
【００８３】
要するに、短いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−０は、オーバーヘッドの削減には都合が良いが、信号発見には高いＳＩＮＲを必要とする。これに対し、長いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−２は、オーバーヘッドが大きくなる問題があるが、より低いＳＩＮＲでも信号発見が可能となる。
【００８４】
後に詳細に説明するように、本実施形態では、通信装置１００は、ビーム・パターンを選択すると同時に利用するプリアンブル長も選択的に決定するようになっている。具体的には、長いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−２を持つフレームを送信することにより、ビーム・パターン制御を行なわず受信ＳＩＮＲが低い状況下でも信号検出に基づくアクセス制御を行なうことができる。また逆に、ビーム・パターン制御を行なうことなどによって受信ＳＩＮＲが十分高い状況下では、より短いプリアンブルを持つフレームを送信することで、伝送のオーバーヘッドを小さく抑えることが可能になる。
【００８５】
図２２には、各通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−２が無指向性（ｏｍｎｉ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）のビーム・パターンＢｅａｍ−１、Ｂｅａｍ−１、Ｂｅａｍ−２でそれぞれ送受信を行なう通信環境を例示した。このようなビーム・パターンが形成されていない信号は、送信先では低いＳＩＮＲ値で受信されることが想定されることから、フレーム送信元は、長いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−２を持つプリアンブル・タイプを利用することが相当である。
【００８６】
また、図２４には、基地局に相当するＳＴＡ−０は、通信相手であるＳＴＡ−１並びにＳＴＡ−２に対して利得が高くなるビーム・パターンＢｅａｍ−０１並びにＢｅａｍ−０２をそれぞれ形成して送受信を行なう一方、端末局に相当するＳＴＡ−１、ＳＴＡ−２は、無指向性のビーム・パターンＢｅａｍ−１、Ｂｅａｍ−２でＳＴＡ−０と送受信を行なう通信環境を例示した。このように基地局ＳＴＡ−０のみが通信相手宛てに絞ったビーム・パターンＢｅａｍ−０１、Ｂｅａｍ−０２で送信すると、図２２に示した例と比較して、受信ＳＩＮＲは向上する。したがって、フレーム送信元は、通信相手宛てに絞ったビーム・パターンを用いて送信する際には、より短いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−１を持つプリアンブル・タイプを利用することで、伝送のオーバーヘッドを抑えることができる。
【００８７】
また、図９には、ＳＴＡ−０が通信相手であるＳＴＡ−１並びにＳＴＡ−２に対して利得が高くなるビーム・パターンＢｅａｍ−０１並びにＢｅａｍ−０２をそれぞれ形成して送受信を行なうとともに、さらにＳＴＡ−１、ＳＴＡ−２もＳＴＡ−０に対して利得が高くなるビーム・パターンＢｅａｍ１０並びにＢｅａｍ−２０をそれぞれ形成して送受信を行なう通信環境を例示している。このような場合、図２４と比較しても、端末局ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−２での受信ＳＩＮＲはさらに向上する。したがって、フレーム送信元は、フレーム送信先が自局宛てに絞られたビーム・パターンで受信待ちしていることが認識できる状況下で、自らも通信相手宛てに絞ったビーム・パターンを用いて送信する際には、最も短いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−０を持つプリアンブル・タイプを利用することで、伝送のオーバーヘッドをさらに抑えることができる。
【００８８】
通信装置１００は、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従ってアクセス制御を行なう場合や、さらにはＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用する場合に、直前の送受信履歴（フレーム送信先に対する最後の通信時刻、その際に使用したビーム・パターンやプリアンブルのタイプ）に基づいて、現在の通信状況を推定して、今回フレーム送信時に用いるビーム・パターンやプリアンブル・タイプを決定することができる。
【００８９】
図１０には、２台の通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１の間でＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従ってアクセス制御が行なわれる通信シーケンス例を示している。図示の例では、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクが併用される。同図を参照しながら、通信局が信号検出に基づくアクセス制御を行ないながら、適切なビーム・パターン制御を行なう動作について説明する。但し、各通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１は、図２に示した通信装置１００と同様に構成されるものとする。
【００９０】
ＳＴＡ-０は、送信機会を得るため、まず所定のフレーム間隔ＤＩＦＳだけメディア状態を監視し、この間に送信信号が存在しなければ、さらにランダム・バックオフを行なう。このようにして、ＳＴＡ−０は、他の通信局からの送信がないことを確認の上、隣接するＳＴＡ−１宛てのＲＴＳフレーム（１０００）を送信する。
【００９１】
この時点では、ＳＴＡ−０は、ＳＴＡ−１に対する送受信履歴を持たず（若しくは、最後の通信時刻から相当の時間が経過し、所持する送受信履歴が有効でなく）、言い換えれば、ＳＴＡ−１に対してどのようなビーム・パターンで送信を行なうと都合がよいのかの事前情報を持たない。このため、ＳＴＡ−０は、ＲＴＳフレーム（１０００）の送信時には、図２２中のＢｅａｍ−０のような無指向性のビーム・パターンにて送信を行なう。また、このようなビーム・パターンが形成されていない信号は、送信先であるＳＴＡ−１では低いＳＩＮＲ値で受信されることが想定される。そこで、ＳＴＡ−０は、長いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−２を持つプリアンブル・タイプを利用してＲＴＳフレーム（１０００）を送信することにより、ＳＴＡ−１側で信号検出できるようにする。
【００９２】
ＳＴＡ−１は、ＲＴＳフレーム（１０００）が到来する時点では、いずれの隣接局から信号が送信されてくるか判らない状況である。このため、ＳＴＡ−１は、図２２中のＢｅａｍ−１のような無指向性のビーム・パターンにて、信号検出を行なっている。これに対し、上述したようにＲＴＳフレーム（１０００）は長いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−２を持つプリアンブル・タイプを利用しているので、低いＳＩＮＲでも信号検出が可能である。そして、ＳＴＡ−１は、ＳＴＡ−０からのＲＴＳフレーム（１００１）を受信したことから、この受信信号の情報を基に、ＳＴＡ−１からＳＴＡ−０宛ての特定のビーム・パターンを生成する。このビーム・パターンは、図９中のＢｅａｍ−１０のようにＳＴＡ−０宛てに絞られたパターンとなる。
【００９３】
ＳＴＡ−１は、受信したＲＴＳフレーム（１００１）を復号しその記載内容を解釈すると、ＳＴＡ−０宛てにＣＴＳフレーム（１００３）を返送する。この際、ＳＴＡ−１は、先のＲＴＳフレーム（１０００）の受信時（１００１）に生成したビーム・パターンＢｅａｍ−１０を用いて送信を行なう。このようにビーム・パターンを生成して送信されるＣＴＳフレーム（１００３）は、ＳＴＡ−０で受信する際のＳＩＮＲは向上する、と仮定することもできる。そこで、ＳＴＡ−１は、かかる仮定に基づき、少し短いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−1を持つプリアンブル・タイプを利用して、ＣＴＳフレーム（１００３）を送信するようにしてもよい。あるいは、ＳＴＡ−１は、受信したＲＴＳフレーム（１０００）で用いられたのと同じプリアンブル・タイプでＣＴＳフレーム（１００３）を送信するようにしてもよい。いずれにせよ、ＳＴＡ−１は、ＣＴＳフレーム（１００３）を返信した後、ＳＴＡ−０からデータ・フレームが送信されてくることを期待し、図９中のＢｅａｍ−１０のようにＳＴＡ−０宛てに絞られたビーム・パターンで信号検出処理を行なう。
【００９４】
ＳＴＡ−０は、ＲＴＳフレーム（１０００）を返信した後、ＳＴＡ−１からＣＴＳフレームが送信されてくることを期待して、信号検出処理を行なう。ＳＴＡ−０は、ＣＴＳフレームが到来する時点では、ＳＴＡ−１に対してどのようなビーム・パターンを利用すればよいのか判らない状況である。このため、ＳＴＡ−０は、図２２中のＢｅａｍ−０のような無指向性のビーム・パターンで信号検出処理を行なう。
【００９５】
ＳＴＡ−０は、ＳＴＡ−１からのＣＴＳフレーム（１００２）を受信すると、この受信信号の情報を基に、ＳＴＡ−０からＳＴＡ−１宛ての特定ビーム・パターンを生成することができる。このビーム・パターンは、図９中のＢｅａｍ−０１のようにＳＴＡ−１宛てに絞られたパターンとなる。
【００９６】
そして、ＳＴＡ−０は、ＣＴＳフレーム（１００２）を受信したことに応答して、データ・フレーム（１００４）を送信する。このデータ・フレーム（１００４）は、先に受信したＣＴＳフレーム（１００２）に基づいて生成したビーム・パターンＢｅａｍ−０１を用いて送信される。また、このデータ・フレーム（１００４）は、送信元のＳＴＡ−０ではビーム・パターンＢｅａｍ−０１を形成して送信されるとともに、送信先のＳＴＡ−１では上述したようにビーム・パターンＢｅａｍ−１０を形成して受信される。すなわち、図９で示したように送受信アンテナともビームが特定通信局用に絞られた状態での送受信となり、ＳＴＡ−１での受信ＳＩＮＲは高く信号の検出は容易であると想定されることから、ＳＴＡ−０は、最も短いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−０を持つプリアンブル・タイプを利用して、データ・フレーム（１００４）を送信することができる。
【００９７】
ＳＴＡ−１は、ビーム・パターンＢｅａｍ−１０を形成して、データ・フレーム（１００５）を受信する。その後、図１０に示すように、ＳＴＡ−０が連続してデータ・フレーム（１００６）を送信することもある。その際に使用するビーム・パターンは、直前にデータ・フレーム（１００４）を送信したときと同様でよい。何故ならば、送信時刻が接近していることから、チャネル状況はほとんど変化していないと推定されるからである。
【００９８】
言い換えれば、ＳＴＡ−０は、前回のデータ・フレーム（１００４）送信時に使用したビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプが有効であると判断される期間内であれば、改めてＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを通じてビーム・パターンを更新する必要がないので、ＲＴＳフレームの送信を行なうことなく、直前にデータ・フレーム（１００４）を送信したときと同じビーム・パターンを用いてデータ・フレーム（１００６）を送信することができる。このようにＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを省略してデータ・フレームを連続して送信することにより、伝送のオーバーヘッドを抑えることができる。
【００９９】
また、フレーム中のペイロードには、チャネル推定、波形等化のために所定の間隔でパイロット・シンボルが挿入される（周知）。ここで、ＳＴＡ−０は、前回のデータ・フレーム（１００４）送信時に使用したビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプが有効であると判断される期間内で後続のデータ・フレーム（１００６）を連続して送信する際には、そのペイロード中に挿入するパイロット・シンボルの比率を低減し又はパイロット・シンボルの挿入を停止してデータ・フレームを連続して送信することにより、情報伝送の効率を向上することができる。なお、ペイロード中に挿入するパイロット・シンボルの比率の制御方法に関しては、例えば本出願人に既に譲渡されている特開２００１−７７７８８号公報、特開２００１−７７７８９号公報などに開示されている。
【０１００】
その後、ＳＴＡ−１は、データ・フレーム（１００７）の受信を完了したと判断すると、ＳＴＡ−０宛てにＡＣＫフレーム（１００９）を返信する。このＡＣＫフレーム（１００９）は、送信元のＳＴＡ−１ではビーム・パターンＢｅａｍ−１０を形成して送信されるとともに、送信先のＳＴＡ−０ではビーム・パターンＢｅａｍ−０１を形成して受信される。すなわち、同様に送受信アンテナともビームが特定通信局用に絞られた状態での送受信となり、ＳＴＡ−０での受信ＳＩＮＲは高く信号の検出は容易であると想定されることから、ＳＴＡ−１は、最も短いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−０を持つプリアンブル・タイプを利用して、ＡＣＫフレーム（１００９）を送信することができる。
【０１０１】
図１０に例示した、ＳＴＡ−０とＳＴＡ−１間でＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用してＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従ってアクセス制御を行なう場合のように、所定の通信手順に従って互いの通信相手宛てにフレーム送受信を行なう場合には、通信手順に基づいて、利用すべきビーム・パターンを確保し、さらには受信ＳＩＮＲと伝送のオーバーヘッドを考慮して適当なプリアンブル・タイプ（プリアンブル長）を選択することができる。
【０１０２】
ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１として動作する通信装置１００は、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順を始め、ＭＡＣ層プロトコルなどに従ってフレーム送受信を行なった際に所得される送受信履歴を、記憶部１５０に保持する。ここで言う送受信履歴は、通信相手毎の、前回のフレーム送受信時に利用したビーム・パターンを特定するための情報、前回のフレーム送受信時に利用したプリアンブル・タイプ（プリアンブル長）、前回のフレーム送受信を行なった時刻情報、経過時間の閾値を少なくとも含むものとする。記憶部１５０には、図１１に示すような送受信履歴のレコードが、通信相手毎に記憶される。
【０１０３】
通信装置１００は、このような送受信履歴を参照することで、同じ通信相手との次回のフレーム送受信時に利用すべきビーム・パターンの決定、並びに送信フレームのプリアンブル・タイプの選択を行なうことができる。
【０１０４】
また、前回のフレーム送受信時に利用したビーム・パターンやプリアンブル・タイプは、通信相手との間のチャネルが変化しない限り有効である。一般にチャネルは経時変化することから、通信装置１００は、同じ通信相手との前回のフレーム送受信時からの経過時間に基づいて、送受信履歴として保持しているビーム・パターンやプリアンブル・タイプ（プリアンブル長）の有効性を判断することができる。経過時間の閾値を超えた送受信履歴は無効であり、同じ通信相手とフレーム送受信する場合であっても、記憶しているビーム・パターンやプリアンブル・タイプを利用することはできない（意味のないデータである）。また、経過時間の閾値は一様ではなく、移動する頻度が高いなどチャネルが変動し易い通信相手に対しては経時時間の閾値を設定することが妥当である。
【０１０５】
以下では、図１２並びに図１３に示した通信シーケンス例を参照しながら、通信装置１００が過去の送受信履歴に基づいてビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプを正確にするための処理手順について、詳細に説明する。但し、各通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１は、図２に示した通信装置１００と同様に構成されるものとする。
【０１０６】
図１２中の参照番号１２００で示される区間では、ＳＴＡ−０とＳＴＡ−１の間で、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用したＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従ったトランザクションが実施される。そして、ＳＴＡ−０とＳＴＡ−１は、トランザクション１２００を通じて、通信相手宛てにフレーム送信を行なう場合並びに通信相手からフレーム受信を行なう場合に利用すべきビーム・パターンを確保し、また、利用するビーム・パターンなどに応じて送信フレームのプリアンブル・タイプを選択する。そして、ＳＴＡ−０とＳＴＡ−１は、これらの情報をフレーム送受信時の時刻情報とともに、送受信履歴（図１１を参照のこと）として各々の記憶部１５０に保持する。なお、トランザクション１２００内で各通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１がそれぞれビット・パターンを生成し、プリアンブル・タイプを選択する方法は、図１０を参照しながら既に説明した通りなので、ここでは説明を省略する。
【０１０７】
参照番号１２０１で示される区間では、ＳＴＡ−０が引き続きＳＴＡ−１に対するデータ送信を行なうことになり、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用したＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従ったトランザクションが繰り返し実施される。
【０１０８】
このとき、ＳＴＡ−０は、ＲＴＳフレームの送信に先立ち、自局の記憶部１５０内の送受信履歴を参照して、ＳＴＡ−１と最後にフレーム送受信を行なってからの（すなわち、トランザクション１２００の終了後からの）経過時間をチェックし、経過時間の閾値を越えているか否かを判定する。図示の例では、トランザクション１２００の終了後から経過時間の閾値以内に次のトランザクション１２０１を開始するので、ＳＴＡ−１の送受信履歴は有効であるから、前回利用したビーム・パターンにてＲＴＳフレームの送信を試みる。また、ＳＴＡ−０は、前回のデータ・フレームの送信で用いた、Ｐｒｅａｍｂｌｅ−０を持つプリアンブル・タイプ、又はこれよりも少しプリアンブル長の長いＰｒｅａｍｂｌｅ−１を持つプリアンブル・タイプを利用して、ＲＴＳフレームの送信を行なう。
【０１０９】
また、ＳＴＡ−１は、自局の記憶部１５０内の送受信履歴を参照して、ＳＴＡ−０と最後にフレーム送受信を行なってからの（すなわち、トランザクション１２００の終了後からの）経過時間が閾値以内であることから、前回利用したビーム・パターンにて信号検出を行なっている。ＳＴＡ−０から到来するＲＳＴフレームは、Ｐｒｅａｍｂｌｅ−０又はＰｒｅａｍｂｌｅ−１の短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプであるが、互いにビーム・パターンを向け合うことで受信ＳＩＮＲが向上することから、ＳＴＡ−１はＲＴＳフレームを成功裏に受信することができる。このとき、ＳＴＡ−１は、受信信号に基づいてＳＴＡ−０宛てのビーム・パターンを新たに生成し、ＳＴＡ−０との送受信履歴を更新するようにしてもよい。また、ＳＴＡ−１は、前回のＡＣＫフレームの送信で用いた、Ｐｒｅａｍｂｌｅ−０を持つプリアンブル・タイプ、又はこれよりも少しプリアンブル長の長いＰｒｅａｍｂｌｅ−１を持つプリアンブル・タイプを利用して、ＣＴＳフレームの送信を行なう。
【０１１０】
ＳＴＡ−０は、ＲＴＳフレームを返信した後、ＳＴＡ−１からＣＴＳフレームが送信されてくることを期待して、前回利用したビーム・パターンにて信号検出処理を行なう。そして、ＳＴＡ−０は、ＣＴＳを受信したことに応答して、前回利用したビーム・パターンにて、プリアンブル長が最も短いＰｒｅａｍｂｌｅ歩輪を持つプリアンブル・タイプを用いて、ＳＴＡ−１宛てのデータ・フレームを送信する。ＳＴＡ−０は、ＣＴＳの受信信号に基づいてＳＴＡ−１宛てのビーム・パターンを新たに生成し、ＳＴＡ−１との送受信履歴を更新するようにしてもよい。
【０１１１】
ＳＴＡ−１は、ＳＴＡ−０宛てに絞られたビーム・パターンにて、ＳＴＡ−０からのデータ・フレームを受信する。ＳＴＡ−１は、受信信号に基づいてＳＴＡ−０宛てのビーム・パターンを新たに生成し、ＳＴＡ−０との送受信履歴を更新するようにしてもよい。
【０１１２】
ＳＴＡ−０が連続してデータ・フレームを送信することもあるが、その際に使用するビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプは、直前にデータ・フレームを送信したときと同様でよい。前回のデータ・フレーム送信時に使用したビーム・パターンが有効であると判断される期間内であれば、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを省略し、ＳＴＡ−０は、同じビーム・パターンを使用して連続してデータ・フレームを送信する（同上）。このようにＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを省略してデータ・フレームを連続して送信することにより、伝送のオーバーヘッドを抑えることができる。また、ＳＴＡ−０は、データ・フレームを連続して送信する際には、そのペイロード中に挿入するパイロット・シンボルの比率を低減し又はパイロット・シンボルの挿入を停止してデータ・フレームを連続して送信することにより（同上）、情報伝送の効率を向上することができる。
【０１１３】
ＳＴＡ−１は、同様に、ＳＴＡ−０宛てに絞られたビーム・パターンにてデータ・フレームを受信する。ＳＴＡ−１は、データ・フレームを受信する度にＳＴＡ−０宛てのビーム・パターンを新たに生成し、ＳＴＡ−０との送受信履歴を逐次更新するようにしてもよい。
【０１１４】
その後、ＳＴＡ−１は、データ・フレームの受信を完了したと判断すると、ＳＴＡ−０宛てに絞られたビーム・パターンにてＡＣＫフレームを返信する。このＡＣＫフレームは、最も短いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−０を持つプリアンブル・タイプを利用したものでよい。
【０１１５】
そして、ＳＴＡ−０とＳＴＡ−１は、トランザクション１２０１を通じて確保されたビーム・パターン、利用したプリアンブル・タイプなどの送信履歴情報を更新して、各々の記憶部１５０に保持する。
【０１１６】
参照番号１２０２で示される区間では、ＳＴＡ−０は、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを省いて、ＳＴＡ−１宛てのデータ・フレームをいきなり送信する。このとき、ＳＴＡ−０は、自局の記憶部１５０内の送受信履歴を参照して、ＳＴＡ−１と最後にフレーム送受信を行なってからの経過時間をチェックする。
【０１１７】
図示の例では、経過時間の閾値以内であるから、ＳＴＡ−０は、前回利用したビーム・パターンを形成するとともに、Ｐｒｅａｍｂｌｅ−０を持つプリアンブル・タイプ、又はこれよりも少しプリアンブル長の長いＰｒｅａｍｂｌｅ−１を持つプリアンブル・タイプを利用して、データ・フレームの送信を試みる。
【０１１８】
ＳＴＡ−１は、同様に、ＳＴＡ−０宛てに絞られたビーム・パターンにてデータ・フレームを受信する。ＳＴＡ−１は、データ・フレームを受信した際にＳＴＡ−０宛てのビーム・パターンを新たに生成し、ＳＴＡ−０との送受信履歴を更新するようにしてもよい。
【０１１９】
その後、ＳＴＡ−１は、データ・フレームの受信を完了したと判断すると、ＳＴＡ−０宛てに絞られたビーム・パターンにて、最も短いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−０を持つプリアンブル・タイプを利用して、ＡＣＫフレームを返信する。
【０１２０】
そして、ＳＴＡ−０とＳＴＡ−１は、トランザクション１２０１を通じて確保されたビーム・パターン、利用したプリアンブル・タイプなどの送信履歴情報を更新して、各々の記憶部１５０に保持する。
【０１２１】
また、図１３中の参照番号１３００で示される区間では、ＳＴＡ−０とＳＴＡ−１の間でフレーム送受信手順が実施される。このとき、ＳＴＡ−０とＳＴＡ−１は、このトランザクション１３００を通じて、通信相手宛てにフレーム送信を行なう場合並びに通信相手からフレーム受信を行なう場合に利用すべきビーム・パターンを確保すると、利用するビーム・パターンなどに応じて送信フレームのプリアンブル・タイプを選択する。そして、ＳＴＡ−０とＳＴＡ−１は、これらの情報をフレーム送受信時の時刻情報とともに、送受信履歴（図１１を参照のこと）として各々の記憶部１５０に保持する。但し、トランザクション１３００で適用されるメディア・アクセス制御方法は任意であり、ＣＳＭＡ／ＣＡ、ＲＴＳ／ＣＴＳに限定されない。
【０１２２】
その後、参照番号１３０１で示される区間では、ＳＴＡ−０が引き続きＳＴＡ−１に対するデータ送信を行なうことになり、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用したＣＳＭＡ／ＣＡ手順に従ったトランザクションが実施される。
【０１２３】
ＳＴＡ−０は、ＲＴＳフレームの送信に先立ち、自局の記憶部１５０内の送受信履歴を参照して、ＳＴＡ−１と最後にフレーム送受信を行なってからの経過時間をチェックし、経過時間の閾値を越えているか否かを判定する。図示の例では、トランザクション１３００の終了後から経過時間が閾値を超えているので、ＳＴＡ−１の送受信履歴は無効である。このため、ＳＴＡ−０は、図２２中のＢｅａｍ−０のような無指向性のビーム・パターンにてＲＴＳフレームの送信を行なう。また、このようなビーム・パターンが形成されていない信号は、送信先であるＳＴＡ−１では低いＳＩＮＲ値で受信されることが想定される。そこで、ＳＴＡ−０は、長いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−２を持つプリアンブル・タイプを利用してＲＴＳフレームを送信することにより、ＳＴＡ−１側で信号検出できるようにする。
【０１２４】
また、ＳＴＡ−１は、自局の記憶部１５０内の送受信履歴を参照して、ＳＴＡ−０と最後にフレーム送受信を行なってからの経過時間が閾値を超えていることから、ＳＴＡ−０の送受信履歴は無効である。このため、ＳＴＡ−１は、図２２中のＢｅａｍ−１のような無指向性のビーム・パターンにて、信号検出を行なっている。これに対し、上述したようにＲＴＳフレームは長いプリアンブルであるＰｒｅａｍｂｌｅ−２を持つプリアンブル・タイプを利用しているので、低いＳＩＮＲでも信号検出が可能である。
【０１２５】
以降、ＳＴＡ−０並びにＳＴＡ−１は、図１０を参照しながら説明したと同様の手順に従って、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを実施して、それぞれ通信相手に絞られたビーム・パターンを確保するとともに、送信フレームに用いる適切なプリアンブル・タイプを選択することができる。但し、前回のデータ・フレーム送信時に使用したビーム・パターンが有効であると判断される期間内であれば、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを省略して、ＳＴＡ−０は、同じビーム・パターンを使用して連続してデータ・フレームを送信する（同上）。このようにＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを省略してデータ・フレームを連続して送信することにより、伝送のオーバーヘッドを抑えることができる。そして、ＳＴＡ−０並びにＳＴＡ−１は、送受信履歴を逐次更新して各々の記憶部１５０に保持する。また、ＳＴＡ−０は、データ・フレームを連続して送信する際には、そのペイロード中に挿入するパイロット・シンボルの比率を低減し又はパイロット・シンボルの挿入を停止してデータ・フレームを連続して送信することにより（同上）、情報伝送の効率を向上することができる。
【０１２６】
図１４には、通信装置１００が、例えば図１０、図１２、図１３に示した通信シーケンスにおいて通信局ＳＴＡ−０、ＳＴＡ−１として動作する際の状態遷移図を示している。
【０１２７】
通信装置１００は、アイドル状態で待機しているとする。このとき、通信プロトコルの上位層よりデータ送信要求が発生すると、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用するか、又は、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用せず、ランダム・バックオフを行なった後そのままデータ・フレームの送信を開始するかを判断する。但し、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用するか否かを判断する基準は、本発明の要旨に直接関連しないので、ここでは説明を省略する。
【０１２８】
通信装置１００は、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用すると判断したときには、ＲＴＳフレームの送信準備状態に遷移し、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを併用しないと判断したときには、データ・フレームの送信準備状態に遷移する。いずれの状態も、後述する送受信履歴の更新処理ルーチン（図１５を参照のこと）を起動するイベントとなる。
【０１２９】
ＲＴＳフレームの送信準備状態では、通信装置１００は、後述する送受信履歴の更新処理（図１５を参照のこと）を経て、利用するビーム・パターン及びプリアンブル・タイプを決定する。そして、通信装置１００は、所定のフレーム間隔ＤＩＦＳだけメディア状態を監視し、この間に送信信号が存在しなければ、さらにランダム・バックオフを行なってから、決定したビーム・パターン及びプリアンブル・タイプを用いて、通信相手宛てにＲＴＳフレームを送信する。
【０１３０】
ＲＴＳ送信後状態では、通信装置１００は、ＲＴＳフレームを送信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ  ＩＦＳ）だけ、ＲＴＳフレーム送信準備時に決定したビーム・パターンを用いて、通信相手から返信されるＣＴＳフレームを受信待機する。
【０１３１】
通信装置１００は、ＲＴＳフレームを送信完了してからフレーム間隔ＳＩＦＳ内に通信相手から自局宛てのＣＴＳフレームを受信できたときには、データ・フレームの送信準備状態に遷移する。ここで、ＣＴＳフレームの受信完了は、後述する送受信履歴の更新処理ルーチン（図１６を参照のこと）を起動するイベントとなり、当該処理ルーチンを実施してからデータ送信準備状態に復帰する。
【０１３２】
また、通信装置１００は、ＲＴＳフレームを送信完了してからフレーム間隔ＳＩＦＳ内に通信相手から自局宛てのＣＴＳフレームを受信できずタイムアウトしたときには、後続のデータ・フレームの送信を諦めて、アイドル状態に遷移する。ここで、ＣＴＳフレームの受信タイムアウトは、送受信履歴の更新処理ルーチン（図１９を参照のこと）を起動するイベントとなる。
【０１３３】
データ・フレームの送信準備状態では、通信装置１００は、後述する送受信履歴の更新処理（図１５を参照のこと）を経て、利用するビーム・パターン及びプリアンブル・タイプを決定する。そして、通信装置１００は、自局宛てのＣＴＳフレームを受信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳだけ経過した後に、決定したビーム・パターン及びプリアンブル・タイプを用いて、通信相手宛てにデータ・フレームを送信する。
【０１３４】
データ送信後状態では、通信装置１００は、データ・フレームを送信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳだけ、データ・フレームの送信準備時に決定したビーム・パターンを用いて、通信相手から返信されるＡＣＫフレームを受信待機する。
【０１３５】
通信装置１００は、データ・フレームを送信完了してからフレーム間隔ＳＩＦＳ内に通信相手から自局宛てのＡＣＫフレームを受信できたときには、アイドル状態に復帰する。ここで、ＡＣＫフレームの受信完了は、後述する送受信履歴の更新処理ルーチン（図１６を参照のこと）を起動するイベントとなり、当該処理ルーチンを実施してからアイドル状態に復帰する。
【０１３６】
また、通信装置１００は、データ・フレームを送信完了してからフレーム間隔ＳＩＦＳ内に通信相手から自局宛てのＡＣＫフレームを受信できずタイムアウトしたときには、アイドル状態に遷移する。ここで、ＣＴＳフレームの受信タイムアウトは、後述する送受信履歴の更新処理ルーチン（図１９を参照のこと）を起動するイベントとなり、当該処理ルーチンを実施してからアイドル状態に復帰する。
【０１３７】
また、通信装置１００は、アイドル状態では受信待機している。このとき、通信装置１００は、無指向性のビーム・パターンを用いるか、又は、前回の送受信動作時に用いた（まだ有効な）ビーム・パターンを用いることができる。
【０１３８】
通信装置１００がアイドル状態で自局宛てのＲＴＳフレームを受信したときには、後述する送受信履歴の更新処理ルーチン（図１６を参照のこと）を起動するイベントとなり、当該処理ルーチンを実施してからＣＴＳ送信準備状態に遷移する。
【０１３９】
ＣＴＳフレームの送信準備状態は後述する送受信履歴の更新処理（図１５を参照のこと）を起動するイベントとなり、通信装置１００は、当該処理ルーチンを経て、利用するビーム・パターン及びプリアンブル・タイプを決定する。そして、通信装置１００は、自局宛てのＣＴＳフレームを受信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳだけ経過した後に、決定したビーム・パターン及びプリアンブル・タイプを用いて、ＲＴＳフレームの送信元宛てにＣＴＳフレームを返信する。
【０１４０】
あるいは、通信装置１００は、自局宛てのＲＴＳフレームを受信しても、データ・フレームの送信を許可しない場合には、所定のフレーム間隔ＳＩＦＳ内にＲＴＳフレームの送信元宛にＣＴＳフレームを返信することなく、アイドル状態に復帰する。なお、データ・フレームの送信を許可しない原因については、本発明の要旨に直接関連しないので、ここでは説明を省略する。
【０１４１】
ＣＴＳ送信後状態では、通信装置１００は、ＣＴＳフレームを送信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳだけ、ＣＴＳフレームの送信準備時に決定したビーム・パターンを用いて、通信相手から送信されるデータ・フレームを受信待機する。
【０１４２】
通信装置１００は、ＣＴＳフレームを送信完了してからフレーム間隔ＳＩＦＳ内に通信相手から自局宛てのデータ・フレームを受信できたときには、ＡＣＫフレームの送信準備状態に遷移する。ここで、データ・フレームの受信完了は、後述する送受信履歴の更新処理ルーチン（図１６を参照のこと）を起動するイベントとなり、当該処理ルーチンを実施してからＡＣＫ送信準備状態に復帰する。
【０１４３】
また、通信装置１００は、ＣＴＳフレームを送信完了してからフレーム間隔ＳＩＦＳ内に通信相手から自局宛てのデータ・フレームを受信できずタイムアウトしたときには、後続のデータ・フレームの受信を諦めて、アイドル状態に遷移する。ここで、データ・フレームの受信タイムアウトは、送受信履歴の更新処理ルーチン（図１９を参照のこと）を起動するイベントとなる。
【０１４４】
また、通信装置１００は、アイドル状態で、（ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを経ずに）自局宛てのデータ・フレームを受信したときには、ＡＣＫフレームの送信準備状態に遷移する。ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイクを利用する場合と同様、データ・フレームの受信完了は、後述する送受信履歴の更新処理ルーチン（図１６を参照のこと）を起動するイベントとなり、当該処理ルーチンを実施してからＡＣＫ送信準備状態に復帰する。
【０１４５】
ＡＣＫフレームの送信準備状態では、通信装置１００は、後述する送受信履歴の更新処理（図１５を参照のこと）を経て、利用するビーム・パターン及びプリアンブル・タイプを決定する。そして、通信装置１００は、自局宛てのデータ・フレームを受信完了してから所定のフレーム間隔ＳＩＦＳだけ経過した後に、決定したビーム・パターン及びプリアンブル・タイプを用いて、データ・フレームの送信元となる通信相手宛てにＡＣＫフレームを送信してから、アイドル状態に復帰する。
【０１４６】
あるいは、通信装置１００は、ＡＣＫフレームの送信準備状態で、さらに自局宛てのデータ・フレームを受信したときには、その受信完了は後述する送受信履歴の更新処理ルーチン（図１６を参照のこと）を起動するイベントとなり、当該処理ルーチンを実施してからＡＣＫ送信準備状態に復帰する。
【０１４７】
既に述べたように、通信装置１００は、例えば図１０、図１２、図１３に示した通信シーケンスを通じて、通信相手毎の送受信履歴を確保し、これを各自の記憶部１５０で管理するようになっている。この送受信履歴は、例えば図１１に示したようなデータ構造である。そして、通信装置１００は、同じ通信相手との間でフレーム送受信を行なう度に、記憶部１５０内の該当する送受信履歴のレコードの内容を更新する。以下では、通信装置１００が、図１４に示した状態遷移図に従ってフレーム送受信処理を実施する際に、通信相手に対する送受信履歴を更新するための処理手順について説明する。
【０１４８】
図１５には、通信装置１００がＲＴＳ、ＣＴＳ、データ、並びにＡＣＫの各フレームの送信準備状態に遷移したことを起動イベントして逐次実施される、送受信履歴を更新するための処理手順をフローチャートの形式で示している。同処理手順は、無線通信部１７０内の制御部１９０が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現することができる。
【０１４９】
通信装置１００は、記憶部１５０に保持されているフレーム送信先の送受信履歴を参照して（ステップＳ１５０１）、当該フレーム送信先との最後の送受信時刻からの経過時間を計算し、変数Ｎ１に代入する（ステップＳ１５０２）。そして、この経過時間Ｎ１が、同送受信履歴に記録されている経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を超えるか否かをチェックする（ステップＳ１５０３）。
【０１５０】
ここで、最後の送受信時刻からの経過時間が閾値を超えるときには（ステップＳ１５０３のＹｅｓ）、記憶部１５０に保持されている当該フレーム送信先の送受信履歴は、古過ぎて無効な情報であると推定することができる。したがって、通信装置１００は、ビーム・パターンＢｅａｍ−ｂ及びプリアンブル・タイプＰｒｅａｍｂｌｅ−ｂを利用するが（ステップＳ１５０４、Ｓ１５０５）、今回のフレーム送信時に利用するビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプをそれぞれ更新することに相当する。具体的には、ビーム・パターンを無指向性にし、又は、経過時間に応じて緩やかなビーム・パターンにする。また、前回よりもプリアンブル長の長い、若しくは最長のプリアンブル・タイプに変更する。
【０１５１】
一方、最後の送受信時刻からの経過時間が閾値を超えないときには（ステップＳ１５０３のＮｏ）、記憶部１５０に保持されている当該フレーム送信先の送受信履歴はまだ有効であると推定することができる。したがって、通信装置１００は、ビーム・パターンＢｅａｍ−ａ及びプリアンブル・タイプＰｒｅａｍｂｌｅ−ａを利用するが（ステップＳ１５０６、Ｓ１５０７）、送受信履歴として保持されているビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプをそのまま利用することに決定することに相当する。
【０１５２】
また、当該フレーム送信先の送受信履歴はまだ有効であると判断できるときは、チャネルに変動がないことに相当することから、通信装置１００は、チャネル推定のためにフレームのペイロード中に挿入するパイロット・シンボルの比率を低減する（ステップＳ１５０８）。パイロット・シンボルの比率を低減し又はパイロット・シンボルの挿入を停止してデータ・フレームを連続して送信することにより（同上）、情報伝送の効率を向上することができる。
【０１５３】
そして、通信装置１００は、当該フレーム送信先に関する送受信履歴を、今回のフレーム送信に利用するビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプ、送受信時刻に更新する（ステップＳ１５０９）。
【０１５４】
図１６には、通信装置１００がＲＴＳ、ＣＴＳ、データ、並びにＡＣＫの各フレームを受信完了したことを起動イベントして逐次実施される、送受信履歴を更新するための処理手順をフローチャートの形式で示している。同処理手順は、無線通信部１７０内の制御部１９０が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現することができる。
【０１５５】
まず、通信装置１００は、別途定義されている、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）の増加更新処理を実行する（ステップＳ１６０１）。
【０１５６】
次いで、通信装置１００は、当該フレーム受信処理を通じて、フレーム送信元に向けられるビーム・パターンを更新し、新規ビーム・パターンをＢｅａｍ−ａに代入する（ステップＳ１６０２）。
【０１５７】
また、フレーム受信に成功したことを通じて、フレーム送信元に向けてより最適なビーム・パターンに更新されると、当該フレーム送信元との次回以降の通信時における受信ＳＩＮＲが向上することが期待される。受信ＳＩＮＲが高いと、より短いプリアンブル長であっても信号発見が可能になる。そこで、通信装置１００は、別途定義されている、プリアンブル長の短いプリアンブル・タイプへの更新処理を実行することで（ステップＳ１６０３）、伝送のオーバーヘッドを抑えるようにする。
【０１５８】
そして、通信装置１００は、当該フレーム送信元に関する送受信履歴を、今回のフレーム送信に利用するビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプ、送受信時刻に更新する（ステップＳ１６０４）。
【０１５９】
図１７には、図１６に示したフローチャート中のステップＳ１６０１で実行される、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を増加更新するための処理手順をフローチャートの形式で示している。同処理手順は、無線通信部１７０内の制御部１９０が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現することができる。
【０１６０】
通信装置１００は、当該処理ルーチンに入る度に、カウンタＣＮＴ１を１ずつ増分する（ステップＳ１７０１）。
【０１６１】
そして、カウンタＣＮＴ１の値が所定値Ｌ１を超えるときには（ステップＳ１７０２のＹｅｓ）、送受信履歴中の経過時間を更新した以降に当該通信相手との受信処理が無事完了した回数がＬ１を超えたことになる。このような場合、当該通信相手との間のチャネル状況が良好であり、同じ送受信履歴がより長い期間にわたり有効であること、言い換えれば、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）をより長くできると判断することができる。
【０１６２】
そこで、通信装置１００は、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）をより長くする（ステップＳ１７０３）。また、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を更新した後、カウンタＣＮＴ１の値を０に戻す（ステップＳ１７０４）。
【０１６３】
フレームを正しく届けられる通信相手は、チャネル状況の変化が小さいと判断される。そこで、通信装置１００は、図１７に示した処理手順に従って経過時間の閾値を増加することによって、より長い期間にわたってビーム・パターンが有効となるようにすることができる。この結果、伝送のオーバーヘッドを抑え、情報伝送の効率化を図ることができる。
【０１６４】
図１８には、図１６に示したフローチャート中のステップＳ１６０３で実行される、よりプリアンブル長の短いプリアンブル・タイプに更新するための処理手順をフローチャートの形式で示している。同処理手順は、無線通信部１７０内の制御部１９０が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現することができる。
【０１６５】
通信装置１００は、当該処理ルーチンに入る度に、カウンタＣＮＴ３を１ずつ増分する（ステップＳ１８０１）。
【０１６６】
そして、カウンタＣＮＴ３の値が所定値Ｌ３を超えるときには（ステップＳ１８０２のＹｅｓ）、送受信履歴中の経過時間を更新した以降に当該通信相手との受信処理が無事完了した回数がＬ３を超えたことになる。このような場合、当該通信相手との間のチャネル状況が良好であり、同じ送受信履歴がより長い期間にわたり有効であること、言い換えれば、当該チャネルを介した受信ＳＩＮＲは高く、より短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプに変更して、伝送のオーバーヘッドを抑制できると判断することができる。
【０１６７】
そこで、通信装置１００は、より短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプに変更し、Ｐｒｅａｍｂｌｅ−ａに代入し（ステップＳ１８０３）、さらにＰｒｅａｍｂｌｅ−ａをＰｒｅａｍｂｌｅ−ｂに代入した後（ステップＳ１８０４）、カウンタＣＮＴ３の値を０に戻す（ステップＳ１８０５）。
【０１６８】
図１９には、通信装置１００がＲＴＳ、ＣＴＳ、データの各フレーム送信後にタイムアウトしたことを起動イベントして逐次実施される、送受信履歴を更新するための処理手順をフローチャートの形式で示している。同処理手順は、無線通信部１７０内の制御部１９０が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現することができる。
【０１６９】
まず、通信装置１００は、別途定義されている、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）の減少更新処理を実行する（ステップＳ１９０１）。
【０１７０】
送信タイムアウトが生じたことは、通信相手との間のチャネル状況は良好でなく、受信ＳＩＮＲが低いと推測される。このような場合には、伝送のオーバーヘッドを犠牲にしつつ、よりプリアンブル長の長いプリアンブル・タイプに切り替えて、低い受信ＳＩＮＲでも信号検出できるようにする必要がある。そこで、通信装置１００は、別途定義されている、プリアンブル長の長いプリアンブル・タイプへの更新処理を実行することで（ステップＳ１９０２）、伝送のオーバーヘッドを抑えるようにする。
【０１７１】
そして、通信装置１００は、当該フレーム送信元に関する送受信履歴を、今回のフレーム送信に利用するビーム・パターン並びにプリアンブル・タイプ、送受信時刻に更新する（ステップＳ１９０３）。
【０１７２】
図２０には、図１９に示したフローチャート中のステップＳ１９０１で実行される、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を減少更新するための処理手順をフローチャートの形式で示している。同処理手順は、無線通信部１７０内の制御部１９０が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現することができる。
【０１７３】
通信装置１００は、当該処理ルーチンに入る度に、カウンタＣＮＴ２を１ずつ増分する（ステップＳ２００１）。
【０１７４】
そして、カウンタＣＮＴ２の値が所定値Ｌ２を超えるときには（ステップＳ２００２のＹｅｓ）、送受信履歴中の経過時間を更新した以降に当該通信相手に対して送信タイムアウトが発生した回数がＬ２を超えたことになる。このような場合、当該通信相手との間のチャネル状況が劣悪若しくはチャネル状況の変動が激しく、同じ送受信履歴が短期間で無効になってしまうこと、言い換えれば、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）をより短くする必要があると判断することができる。
【０１７５】
そこで、通信装置１００は、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）をより短くする（ステップＳ２００３）。また、経過時間の閾値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を更新した後、カウンタＣＮＴ２の値を０に戻す（ステップＳ２００４）。
【０１７６】
フレームを正しく届けることができない通信相手は、チャネル状況の変化が大きいと判断される。そこで、通信装置１００は、図２０に示す処理手順に従って、経過時間の閾値を減少することによって、短い期間でビーム・パターンを更新することによって、伝送誤りの発生を抑えることができる。
【０１７７】
図２１には、図１９に示したフローチャート中のステップＳ１９０２で実行される、よりプリアンブル長の長いプリアンブル・タイプに更新するための処理手順をフローチャートの形式で示している。同処理手順は、無線通信部１７０内の制御部１９０が所定のプログラム・コードを実行するという形態で実現することができる。
【０１７８】
通信装置１００は、当該処理ルーチンに入る度に、カウンタＣＮＴ４を１ずつ増分する（ステップＳ２１０１）。
【０１７９】
そして、カウンタＣＮＴ４の値が所定値Ｌ４を超えるときには（ステップＳ２１０２のＹｅｓ）、送受信履歴中の経過時間を更新した以降に当該通信相手に対して送信タイムアウトが発生した回数がＬ４を超えたことになる。このような場合、当該通信相手との間のチャネル状況が劣悪若しくはチャネル状況の変動が激しく、同じ送受信履歴が短期間で無効になってしまうと判断することができる。このような場合には、当該チャネルを介した受信ＳＩＮＲは低いため、伝送のオーバーヘッドを犠牲にしつつ、よりプリアンブル長の長いプリアンブル・タイプに切り替えて、低い受信ＳＩＮＲでも信号検出できるようにする必要がある。
【０１８０】
そこで、通信装置１００は、Ｐｒｅａｍｂｌｅ−ｂをＰｒｅａｍｂｌｅ−ａに代入した後（ステップＳ２１０３）、より短いプリアンブル長のプリアンブル・タイプに変更してこれをＰｒｅａｍｂｌｅ−ｂに代入し（ステップＳ２１０４）、カウンタＣＮＴ４の値を０に戻す（ステップＳ２１０５）。
【０１８１】
但し、図１７、１８、２０、２１に示した各フローチャートで使用するＣＮＴ１〜ＣＮＴ４は、複数回に１度しか実行しないよう制御するカウンタである。また、Ｌ１〜Ｌ４は、「複数回」が何回かを定義する定数である。
【０１８２】
なお、本実施形態に係る通信システムにおいて、アクセスポイント（ＡＰ）又は端末局（ＳＴＡ）として動作する通信装置１００は、例えば、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯情報端末、携帯音楽プレーヤー、ゲーム機などの情報機器、あるいは、テレビジョン受像機やその他の情報家電機器に搭載される無線通信モジュールであってもよい。
【０１８３】
図２６には、モジュール化された通信装置１００を搭載した情報機器の構成例を示している。
【０１８４】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１は、オペレーティング・システム（ＯＳ）が提供するプログラム実行環境下で、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２やハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１１に格納されているプログラムを実行する。例えば、後述する受信フレームの同期処理又はその一部の処理をＣＰＵ１が所定のプログラムを実行するという形態で実現することもできる。
【０１８５】
ＲＯＭ２は、ＰＯＳＴ（Ｐｏｗｅｒ  Ｏｎ  Ｓｅｌｆ  Ｔｅｓｔ）やＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）などのプログラム・コードを恒久的に格納する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３は、ＲＯＭ２やＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１１に格納されているプログラムをＣＰＵ１が実行する際にロードしたり、実行中のプログラムの作業データを一時的に保持したりするために使用される。これらはＣＰＵ１のローカル・ピンに直結されたローカル・バス４により相互に接続されている。
【０１８６】
ローカル・バス４は、ブリッジ５を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バスなどの入出力バス６に接続されている。
【０１８７】
キーボード８と、マウスなどのポインティング・デバイス９は、ユーザにより操作される入力デバイスである。ディスプレイ１０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）又はＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）などからなり、各種情報をテキストやイメージで表示する。
【０１８８】
ＨＤＤ１１は、記録メディアとしてのハード・ディスクを内蔵したドライブ・ユニットであり、ハード・ディスクを駆動する。ハード・ディスクには、オペレーティング・システムや各種アプリケーションなどＣＰＵ１が実行するプログラムをインストールしたり、データ・ファイルなどを保存したりするために使用される。
【０１８９】
通信部１２は、無線通信装置１００をモジュール化して構成される無線通信インターフェースであり、インフラストラクチャ・モード下でアクセスポイント若しくは端末局として動作し、あるいはアドホック・モード下で動作し、信号到達範囲内に存在するその他の通信端末との通信を実行する。無線通信装置１００の動作については既に説明した通りである。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１９１】
本発明は、６０ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃを始めとして、ミリ波の通信方式を採用する通信システムに好適に適用することができるが、本発明の要旨は必ずしも特定の周波数帯に限定されるものではない。また、ミリ波通信だけでなくその他の指向性通信にも適用することができる。
【０１９２】
また、本明細書では、送受信履歴として保持しているビーム・パターンやプリアンブル・タイプ（プリアンブル長）の有効性を判断する基準として経過時間を用い、さらに経過時間の閾値を適応的に増減する実施例について説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、ＳＩＮＲなどの通信品質に関する情報を用いても過去に使用したビーム・パターンやプリアンブル・タイプ（プリアンブル長）の有効性を判断することができ、言い換えれば、通信品質に関する情報を閾値に用いて同様の判断を行なうことができる。
【０１９３】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【０１９４】
１…ＣＰＵ
２…ＲＯＭ
３…ＲＡＭ
４…ローカル・バス
５…ブリッジ
６…入出力バス
７…入出力インターフェース
８…キーボード
９…ポインティング・デバイス（マウス）
１０…ディスプレイ
１１…ＨＤＤ
１２…通信部
１００…通信装置
１５０…記憶部
１６０ａ〜１６０ｎ…複数のアンテナ
１７０…無線通信部
１７２…アナログ部
１７４…ＡＤ変換部
１７６…ＤＡ変換部
１８０…ディジタル部
１８１…同期部
１８２…受信ビーム処理部
１８３…電力計算部
１８４…決定部
１８５…復調復号部
１８６…符号化変調部
１８７…送信ビーム処理部
１９０…制御部
４０１…遅延部
４０２…複素共役部
４０３…乗算部
４０４…平均部
４０５…判定部
５０１…プリアンブル保持部
５０２…遅延部
５０３…合計部
５０４…ピーク検出部
６０１…周波数補正部
６０２…２乗器
【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１１】
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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２４】
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【図２６】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２３】
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【図２５】
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