(57)【要約】      （修正有）【課題】アソシエーション処理中におけるアンテナのゲインを高くすることができる無線通信システムなどを提供する。【解決手段】無線通信システム１では，送信側デバイスとしての第１デバイス１０と，受信側デバイスとしての第２デバイス２０との間で無線通信が行われる。第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，指向性ビームの生成及び送受信が可能である。また，第１デバイス１０は，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）を含む。第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，受信側デバイス２０との間でアソシエーション処理を行うための制御を行うためのものであり，第１デバイス１０の指向性ビームをビーコンとともに所定の送信方向に向けて送信する。このビーコンは，アソシエーション処理に用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側デバイス（１０）と受信側デバイス（２０）との間で無線通信を行う無線通信システム（１）であって，
前記受信側デバイス（２０）は，
指向性ビームを生成可能に構成されているとともに，
指向性ビームの送受信が可能なアンテナを含み，
前記送信側デバイス（１０）は，
指向性ビームの送受信が可能なアンテナと，
前記受信側デバイス（２０）との間でアソシエーション処理を行うための制御を行うピコネットコントローラー（ＰＮＣ）と
を含み，
前記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，
指向性ビームを生成可能に構成されているとともに，前記アンテナを介して指向性ビームを送受信可能に構成されており，
前記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，
前記指向性ビームを，前記アソシエーション処理に必要なビーコンとともに，所定の送信方向に向けて送信し，
これにより，前記受信側デバイス（２０）を含む領域を前記無線通信のターゲットエリアとする，
無線通信システム（１）。
【請求項２】
前記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，
前記指向性ビームに複数のビーコンを含ませ，当該複数のビーコンを含む１つの指向性ビームを，前記所定の送信方向に向けて送信する，
請求項１に記載の無線通信システム（１）。
【請求項３】
前記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，
前記ビーコンを１つ含む指向性ビームを多重化させ，当該多重化させた指向性ビームを，前記所定の送信方向として複数の送信方向に向けて送信する，
請求項１に記載の無線通信システム（１）。
【請求項４】
前記指向性ビームに対応するフレームデータにおけるＣＡＰが，前記アソシエーション処理のために，複数のサブＣＡＰに分割され，
当該サブＣＡＰの数は，前記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）の受信方向に対応する数であり，
前記複数のサブＣＡＰは，
１つのサブＣＡＰが１つのスーパーフレームデータに含まれるように，複数のスーパーフレームデータに広げられる，
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム（１）。
【請求項５】
前記指向性ビームに対応するフレームデータにおけるＣＴＡＰ内に，前記ＣＡＰと同じデータ構造をもつＭＣＴＡが生成され，
前記受信側デバイス（２０）は，
前記ＭＣＴＡを用いて，前記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）へとフィードバック情報を送信する，
請求項４に記載の無線通信システム（１）。
【請求項６】
送信側デバイス（１０）と受信側デバイス（２０）との間で無線通信を行うための無線通信方法であって，
前記受信側デバイス（２０）は，指向性ビームを生成可能に構成されているとともに，指向性ビームの送受信が可能なアンテナを含み，
前記送信側デバイス（１０）は，指向性ビームの送受信が可能なアンテナと，前記受信側デバイス（２０）との間でアソシエーション処理を行うための制御を行うピコネットコントローラー（ＰＮＣ）とを含み，前記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，指向性ビームを生成可能に構成されているとともに，前記アンテナを介して指向性ビームを送受信可能に構成されており，
前記方法は，
前記送信側デバイス（１０）と前記受信側デバイス（２０）との間でアソシエーション処理を行うアソシエーションステップを含み，
当該アソシエーションステップは，
前記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）が，前記指向性ビームを，前記アソシエーション処理に必要なビーコンとともに，所定の送信方向に向けて送信するステップと，
前記受信側デバイス（２０）が，前記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）から送信された前記ビーコンを受信するステップと，
を含む無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，送信側デバイスと受信側デバイスとの間で指向性ビームを用いた無線通信を行う無線通信システム及び無線通信方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，広帯域な信号を近距離間で高品質に伝送するための一手法として，無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）が提案されている。ＷＰＡＮとしては，ミリ波帯（例えば６０ＧＨｚ）の電波を利用した無線通信システムがある（たとえば，下記非特許文献１，２参照。）。このようなミリ波帯の電波を利用した無線通信システムは，大容量の伝送と，低コストとを実現する無線通信システムとして期待されている。
【０００３】
無線通信システムにおいて，２つのデバイス間で無線通信を行うためには，アソシエーション処理が行われる。ここで，アソシエーション処理の際，たとえばクワジオムニビーム（ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉビーム）を用いてビーコンを送信する。ここで，ビーコンは，時間割当てを設定したり，ピコネット用に管理情報を通信したりするのに用いられる。
【０００４】
しかしながら，上述したようなクワジオムニビームは，受信側アンテナにおけるゲインが低いため，受信側デバイスで受信可能な領域は，送信側デバイスから半径１０メートルの範囲内に制限される。また，このように，ゲインが低いと，データ送信中に，チャネル変動やデバイスの移動などがあったときに，ビーコン信号が容易に見失われることになる。したがって，ビーコンの信頼性を高める必要がある。
【０００５】
また，無線通信に用いるビームの幅によっては，２つのデバイスが，互いに相手を見つけることができないことがある。この場合，結果として，隠れノード（Ｈｉｄｄｅｎ  ｎｏｄｅ）となってしまう。隠れノードがあると，干渉が生じる可能性が高まることとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，“Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ  ｏｆ  ｐａｒｔｓ  ２，１５  ａｎｄ  ９７  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ’ｓ  ｒｕｌｅｓ  ｔｏ  ｐｅｒｍｉｔ  ｕｓｅ  ｏｆ  ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ  ａｂｏｖｅ  ４０ＧＨｚ  ｆｏｒ  ｎｅｗ  ｒａｄｉｏ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，ＦＣＣ  ９５−４９９，ＥＴ  Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．９４−１２４，ＲＭ−８３０８，１９９５年１２月
【非特許文献２】Ｈ．Ｉｋｅｄａ，Ｙ．Ｓｈｏｊｉ，“６０ＧＨｚ  Ｊａｐａｎｅｓｅ  ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ”，ＩＥＥＥ８０２．１５−０５−０５２５−０３，２００６年１０月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで，本発明は，アソシエーション処理中におけるアンテナのゲインを高くすることができる無線通信システム及び無線通信方法など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】
【０００８】
本発明は，基本的には，無線通信システム１などに関する。無線通信システム１では，送信側デバイス（１０）と受信側デバイス（２０）との間で無線通信が行われる。
【０００９】
ここで，受信側デバイス（２０）は，指向性ビームを生成可能に構成されているとともに，指向性ビームの送受信が可能なアンテナを含む。また，送信側デバイス（１０）は，指向性ビームの送受信が可能なアンテナと，受信側デバイス（２０）との間でアソシエーション処理を行うための制御を行うピコネットコントローラー（ＰＮＣ）とを含む。このピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，指向性ビームを生成可能に構成されているとともに，送信側デバイス（１０）のアンテナを介して指向性ビームを送受信可能に構成されている。そして，このピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，指向性ビームを，アソシエーション処理に必要なビーコンとともに，所定の送信方向に向けて送信する。これにより，受信側デバイス（２０）を含む領域が無線通信のターゲットエリアとなる。
【００１０】
上述したように，指向性ビームを用いることで，クワジオムニビームよりも，受信側デバイスのアンテナでのゲインを高くすることができる。また，隠れノードでの干渉も回避される。
【００１１】
また，本発明の他の側面では，上記ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）が，指向性ビームに複数のビーコンを含ませ，当該複数のビーコンを含む１つの指向性ビームを，上記所定の送信方向に向けて送信するか，又は，ビーコンを１つ含む指向性ビームを多重化させ，当該多重化させた指向性ビームを，上記所定の送信方向として複数の送信方向に向けて送信する。このようにすることで，確実にクワジオムニビームを用いる必要をなくすことができる。
【００１２】
さらに，本発明のさらに他の側面では，指向性ビームに対応するフレームデータにおけるＣＡＰが，アソシエーション処理のために，複数のサブＣＡＰに分割される。ここで，サブＣＡＰの数は，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）の受信方向に対応する数である。そしてさらに，複数のサブＣＡＰは，１つのサブＣＡＰが１つのスーパーフレームデータに含まれるように，複数のスーパーフレームデータに広げられる。これにより，受信側デバイス（２０）のバッファを削減することができる。
【００１３】
また，本発明の他の側面では，指向性ビームに対応するフレームデータにおけるＣＴＡＰ内に，ＣＡＰと同じデータ構造をもつＭＣＴＡが生成される。そして，受信側デバイス（２０）は，ＭＣＴＡを用いて，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）へとフィードバック情報を送信する。これにより，ＣＡＰを用いることなくフィードバック情報を送信することができるので，ＣＡＰ内でのコリジョンを回避することができる。
【００１４】
さらに，本発明の別の側面は，無線通信方法である。この無線通信方法は，送信側デバイス（１０）と受信側デバイス（２０）との間で無線通信を行うためのものである。ここで，受信側デバイス（２０）は，指向性ビームを生成可能に構成されているとともに，指向性ビームの送受信が可能なアンテナを含んでいる。また，送信側デバイス（１０）は，指向性ビームの送受信が可能なアンテナと，受信側デバイス（２０）との間でアソシエーション処理を行うための制御を行うピコネットコントローラー（ＰＮＣ）とを含んでいる。このピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，指向性ビームを生成可能に構成されているとともに，送信側デバイス（１０）のアンテナを介して指向性ビームを送受信可能に構成されている。
【００１５】
この方法は，送信側デバイス（１０）と受信側デバイス（２０）との間でアソシエーション処理を行うアソシエーションステップを含む。このアソシエーションステップでは，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）が，指向性ビームを，アソシエーション処理に必要なビーコンとともに，所定の送信方向に向けて送信するステップと，受信側デバイス（２０）が，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）から送信されたビーコンを受信するステップとが実行される。この方法によっても，上述した効果と同等の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば，アソシエーション処理中に，指向性ビームを用いるので，クワジオムニビームを用いる必要がなく，受信側デバイス（２０）のアンテナでのゲインを高くすることができる。また，隠れノードでの干渉を回避することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は，本発明の無線通信システム１の構成例を示す図である。
【図２】図２は，図１に示す無線通信システム１において実施される無線通信方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は，図２の各ステップにおける処理を説明するのに有用な模式図である。
【図４】図４は，コードブックを用いたときのビームのパターンの一例を模式的に示す図である。
【図５】図５は，ビームフォーミングに関するフィールドを模式的に示す図である。
【図６】図６は，アソシエーション処理時のデータを模式的に示す図である。
【図７】図７は，デバイス能力に関する情報要素（ＩＥ）をデバイスに報知するときのデータを模式的に示す図である。
【図８】図８は，ＣＴＡ（チャネル時間割当て）時のデータを模式的に示す図である。
【図９】図９は，ビームフォーミング用のトレーニングシーケンスに対応するデータを模式的に示す図である。
【図１０】図１０は，ビームフォーミング時のフィードバック用の情報要素（ＩＥ）を含むデータを模式的に示す図である。
【図１１】図１１は，ＣＴＡ内における，デバイス−デバイス間のリンク確立処理に関するデータを詳細に示す図である。
【図１２】図１２は，セクター探索用の情報要素（ＩＥ）を含むデータを模式的に示す図である。
【図１３】図１３は，ＣＴＡ内における，セクター探索処理に関するデータを詳細に示す図である。
【図１４】図１４は，ビーム探索用の情報要素（ＩＥ）を含むデータを模式的に示す図である。
【図１５】図１５は，ＣＴＡ内における，ビーム探索処理に関するデータを詳細に示す図である。
【図１６】図１６は，多重化された指向性ビーコンと，多重化された指向性サブＣＡＰとを含むフレームデータを模式的に示す図である。
【図１７】図１７は，１つの指向性ビーコンと，多重化されたサブＣＡＰとを含むスーパーフレームデータの群を模式的に示す図である。
【図１８】図１８は，多重化されたビーコンと，１つのサブＣＡＰとを含むスーパーフレームデータの群を模式的に示す図である。
【図１９】図１９は，特別ユーザー用のＣＴＡにおいて指向性ビーコンを含むフレームデータを模式的に示す図である。
【図２０】図２０は，アソシエーション処理中のフィードバックに用いるフレームデータであって，ＣＡＰに代わるＭＣＴＡを含むフレームデータを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下，図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。しかしながら，以下説明する形態はある例であって，当業者にとって自明な範囲で適宜修正することができる。
【００１９】
図１は，本発明の無線通信システム１の構成例を示す図である。図１に示すように，本システム１は，無線通信可能な第１デバイス１０と，無線通信可能な第２デバイス２０とを含んでいる。なお，本システム１は，２つのデバイス１０，２０を含むとしたが，さらに，別の通信可能なデバイスを含んでもよい。
【００２０】
無線通信システム１では，一般的なビームフォーミング技術を利用してデバイス１０，２０間で無線通信を行う。無線通信としては，家庭用のビデオシステムにおけるデータ転送などが考えられる。ビームフォーミング（ＢＦ）は，ＭＡＣレイヤープロトコルに基づいたコードブックに従って行われる。コードブックは，０°，９０°，１８０°，２７０°の４種類の位相シフトを，振幅変化させることなく用いて生成されたものである。
【００２１】
無線通信は，たとえば，無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）において，６０ＧＨｚ帯の電波を用いて行われる。そして，本システム１では，第１デバイス１０から第２デバイス２０へのデータの送信や，第２デバイス２０から第１デバイス１０へのデータの送信や，それら双方向のデータ送信が可能に構成されている。なお，電波の周波数帯域は，６０ＧＨｚ帯のものに限られることはないが，ＷＰＡＮでは，電波の周波数帯域が５９〜７６ＧＨｚから選択されることが好ましい。そして，詳細については後述するが，本態様によれば，データのストリーミングのパフォーマンスが高まるとともに，データレートが高まる。そのため，本態様を，家庭用のビデオシステムにおけるデータ転送に適用した場合，大容量のデータ転送が可能となり，たとえば圧縮状態から復元した動画データや非圧縮の動画データをも容易に送信することが可能となる。
【００２２】
続いて，デバイス１０，２０について説明する。
第１デバイス１０は，図１に示すように，電波を送信する送信機として機能する送信部と，受信機として機能する受信部とを有している。第２デバイス２０も，第１デバイス１０と同様に，送信機として機能する送信部と，受信機として機能する受信部とを有している。各送信部は，複数個（ｔ個）のアンテナ素子単体を有しており，アンテナアレイを構成している。各受信部は，複数個（ｒ個）のアンテナ素子単体を有しており，アンテナアレイを構成している。そして，第１デバイス１０と第２デバイス２０とは，ビームフォーミング技術を利用することによって，互いにリンクを確立して，データの送受信（通信）を行う。
【００２３】
なお，デバイス１０，２０に設けるアンテナとしては，さまざまなものを使用することが可能である。アンテナとしては，アンテナ素子単体，セクター化されたアンテナ，切替アンテナ，１次元（１Ｄ）ビームフォーミングアンテナアレイ，及び２次元（２Ｄ）ビームフォーミングアンテナアレイを例示することができる。
【００２４】
図２は，図１に示す無線通信システム１において実施される無線通信方法の手順を示すフローチャートである。図２におけるＳは，各ステップを示す。本方法が実施されることにより，第１デバイス１０と第２デバイス２０とが互いにリンクを確立して，データの送受信（通信）が可能となる。そのため，図２に示す方法に対応するプログラムは，ビーム選択アルゴリズムとして，第１デバイス１０及び第２デバイス２０に格納されている。図３は，図２の各ステップにおける処理を説明するのに有用な模式図である。
【００２５】
図２に示すように，無線通信方法は，ビーコン（ｂｅａｃｏｎ）を送信することで，ビームフォーミングを行って，デバイス−デバイス間のリンクを確立させるための第１段階（Ｓ１０）と，ビームフォーミングの第１調整（粗いビームフォーミング）を行うことで，セクター探索を行う第２段階（Ｓ２０）と，ビームフォーミングの第１調整に続く第２調整（精細なビームフォーミング）を行うことで，ビーム探索（ビームトラッキング）を行う第３段階（Ｓ３０）と，データ通信を行うステップ（Ｓ４０）とを含んでいる。なお，後述するように，第１段階（Ｓ１０）では，デバイス−デバイス間のリンクを確立させるために，クワジオムニ探索（ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉ探索）も行われる。
【００２６】
まず，第１段階（Ｓ１０）では，送信機として機能するデバイス（ここでは，第１デバイス１０とする）が，ＭＡＣレイヤープロトコルで定められたビーコン（ｂｅａｃｏｎ）を送信する。ビーコンとは，無線通信端末であるデバイスの基本情報を他のデバイスに報知するための信号である。そして，受信機として機能するデバイス（ここでは，第２デバイス２０とする）が，ビーコンの受信に成功すると，つまり，デバイス−デバイス間のリンクが確立すると，ビーコンとして送信されているビームの中から，両者の間でデータ通信を行うためのビームが選択される。ここでは，データ通信を行うためのビームとして，互いに異なる複数（たとえば２種類）のクワジオムニ（ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉ）ビームが選択される（クワジオムニ探索）。クワジオムニビームとは，準無指向性のビームを意味する。なお，図３に示す例では，２種類のクワジオムニビームは，第１ベストクワジオムニビームと，第２ベストクワジオムニビームである。
【００２７】
ところで，第１デバイス１０が送信している２種類のクワジオムニビームは，それぞれ，第１デバイス１０の周囲にある空間にビームのパターンを形成している（ビームフォーミング）。ここで，ビームのパターンは，第１デバイス１０及び第２デバイス２０の周囲にある障害物などによって決まる。そして，第１デバイス１０が送信したビームのパターンにおける，電波のエネルギー損失が少ない部分に，第２デバイス２０が配置されていれば，第２デバイス２０は，第１デバイス１０から電波を安定して受信することが可能となる。つまり，第１デバイス１０から送信された電波を第２デバイス２０が受信できるような状態となることで，デバイス−デバイス間のリンクが確立することとなる。
【００２８】
続いて，第２段階（Ｓ２０）では，ビームフォーミングによって形成されたビームのパターンの調整を行う。具体的には，調整としてビームの絞り込みを行ってビームに指向性を持たせる。この絞り込みに応じて，ビームのパターン（電波のエネルギー損失が低い領域や高い領域）も変わることとなる。そして，ビームの絞り込みを複数のパターンで行うことで，第１デバイス１０と第２デバイス２０との間のリンクが維持できる領域を決定する。ここで，ビームの絞り込みを行う領域は，クワジオムニビームによって形成されるビームのパターン領域が，たとえば４等分される程度に行う。このように４等分した領域を，以下「セクター」とも称する。そして，第１デバイス１０と第２デバイス２０との間のリンクが維持できるセクターのうち，最もリンクが維持しやすい，電波のエネルギー損失が最も少ないセクターを，ベストセクターとする。これにより，セクター探索を完了する。
【００２９】
そして，第３段階（Ｓ３０）では，ビームトラッキングを行う。ビームトラッキングは，上述したセクター探索と同様に，第１デバイス１０と第２デバイス２０との間のリンクが維持できる領域（セクターよりも小さい領域）のうち，最もリンクが維持しやすい，電波のエネルギー損失が最も少ない領域を求めるものである。このビームトラッキングは，第２段階において定められたベストセクター内で行うだけでよい。ここで，ビームトラッキングのために，コードブックを用いてもよい。そのようにして求めた領域では，分解能が最も高いビーム（以下，「中心ビーム」とも称することがある）が局在していると考えることができる。ここで，図３に示すように，中心ビームとそれに隣接するビーム（隣接ビーム）の組を「ベストクラスター」と称することとする。
【００３０】
ところで，本態様では，第１段階において，２種類のクワジオムニビームを送信している。そのため，第３段階では，各クワジオムニビームについて，中心ビームが定まることとなる。つまり２種類の中心ビームと，２種類のベストクラスター（第１ベストクラスター及び第２ベストクラスター）とが定まることとなる。
【００３１】
そして，ステップＳ４０では，データ通信を行う。具体的には，第１デバイス１０は，２種類のビーム（中心ビーム）のうち，一方のビームを用いて，第２デバイス２０へのデータを送信する。これにより，第１デバイス１０から第２デバイス２０へのデータ送信を効率的に行うことができる。また，第２デバイス２０は，他方のビームに対応する位置に，当該第２デバイス２０から送信された電波が局在するように指向性を持たせ，その状態で第１デバイス１０へのデータを送信する。これにより，電波のゲインを十分に高めることができ，その結果，第２デバイス２０から第１デバイス１０へのデータ送信を効率的に行うことができる。すなわち，本態様によれば，双方向のデータ通信が効率的に行うことができる。なお，本態様のように，ビームの位置を特定して，その位置を中心にしてデータ通信を行うことは，第１デバイス１０と第２デバイス２０の間に，データ通信用のチャネルを擬似的に設けることに相当すると云える。
【００３２】
上述した態様によれば，３種類の異なる幅をもつビーム（クワジオムニビーム，ベストセクターに対応するビーム，中心ビーム）が生成される。具体的には，クワジオムニビームから，ビームの幅を狭くしていくことで，中心ビームが求まる。このようにすることで，アンテナのゲインの高効率化を図ることができる。なお，クワジオムニビームの段階で，デバイス−デバイス間のリンクが確立されているので，その後にビームの幅を狭くしても，確立しているリンクが切断されることはない。そして，アンテナのゲインの高効率化を図ることができるので，データレートを高くすることができるとともに，データ送信というシナリオにおいて高いパフォーマンスを発揮することができる。また，ビームの幅を狭くすることで，電力消費も抑えることができる。
【００３３】
以下，上述したような各処理を実現するのに必要なシステム構成やデータ構造について詳細に説明する。
【００３４】
本態様では，第１デバイス１０は，当該デバイスを無線端末として機能させるための無線端末管理機能（ＳＭＥ：ｓｔａｔｉｏｎ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｅｎｔｉｔｙ）を実現するためのコントローラーと，ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤーを扱うためのＭＡＣレイヤー管理機能（ＭＬＭＥ：ＭＡＣ  ｌａｙｅｒ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｅｎｔｉｔｙ）を実現するピコネットコントローラー（ＰＮＣ）とが実装されている。第２デバイス２０も，第１デバイス１０と同様に，ＳＭＥを実現するためのコントローラーと，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）とが実装されている。なお，第１デバイス１０が有するコントローラーは，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）に限られることはなく，ビームフォーミングを制御可能なコントローラーであればいかなるものであってもよく，そのようなコントローラーは，ソフトウェアによって実現されてもよいし，ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。
【００３５】
さらに，第１デバイス１０は，ビームの幅を調整するためのビーム用コードブックを扱うことができるように構成されている。ここで，コードブックは，ＭＡＣレイヤープロトコルに準拠するようにデザインされていることが好ましく，この場合，コードブックをピコネットコントローラー（ＰＮＣ）で扱うことが可能となる。なお，コードブックは，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）以外のコントローラーが扱ってもよい。いずれにしても，コードブックは，対応するデバイスの記憶手段としてのメモリに格納されており，必要に応じて読み出されて利用される。第２デバイス２０も，第１デバイス１０と同様に，コードブックを扱うことができるように構成されている。
【００３６】
ここで，コードブックについて具体例を挙げて詳細に説明する。
コードブックは，マトリックス（行列）である。そして，マトリックスの各列は，１種類のビーム（つまり１つのアンテナ素子単体）に対応しており，各列をデザイン（指定）することによって，ビームフォーミングのウェイトベクトル（つまり，ビームのパターン）が定まることとなる。そして，コードブックを用いることで，たとえば無指向性のビームに所望の指向性を持たせることができる。
【００３７】
コードブックの生成には，０°，９０°，１８０°，２７０°の４種類の位相シフトを利用することが好ましい。そして，位相０°を「＋Ｉ」，位相１８０°を「−Ｉ」，位相９０°を「＋Ｑ」，位相２７０°を「−Ｑ」とすると，コードブックは，これらの組み合わせで表される。たとえば，８種類のアンテナ素子単体から８種類のビームのパターンを作成する場合，下記数１に示すような行列に対応するコードブックＷが用いられる。なお，本態様では，電力損失を最小限に抑えるために，振幅調整を行わない。また，図４には，下記数１に示す行列をコードブックとして用いたときのビームのパターンが模式的に示されている。
【数１】
2010171653.tif 000003
【００３８】
このようなコードブックは，無線通信の規格に適合したものとなり得るので，汎用性が高い。すなわち，本発明に係る無線通信方法を既存の無線通信方法に容易に適用することができる。
【００３９】
続いて，上述したように構成された第１デバイス１０及び第２デバイス２０間で行われる無線通信についてより詳細に説明する。
【００４０】
まず，上述した第１段階（Ｓ１０）について詳細に説明する。この第１段階では，第１デバイス１０の送信部と，第２デバイス２０の受信部との間で，ベストクワジオムニビームの対が検出される。
【００４１】
その検出を実現するために，まず，第１デバイス１０は，送信部からＮt個のクワジオムニビームを送信する。これらのビームは，ＭＡＣレイヤープロトコル（たとえばＩＥＥＥ８０２．１５．３ｂ）に準拠しており，フィールドとして，ビーコンやビームフォーミング（ＢＦ）が予め設定されている。ビームフォーミングに関するフィールドには，第１デバイス１０のビームフォーミング能力のいくつかについて情報要素（ＩＥ：ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ）が設定されており，具体的には，図５に示すように，クワジオムニビームの数，ビーム切替え（ビームスイッチング），及びアンテナのタイプを示す情報が設定されている。
【００４２】
そして，第１デバイス１０の送信部からＮt個のクワジオムニビームを送信した場合，第２デバイス２０は，受信部で，Ｍr個までのクワジオムニビームを受信可能であり，受信に成功すると，第１デバイス１０にその旨を通知する。
【００４３】
第２デバイス２０がクワジオムニビームの受信に成功するまでの間におけるデータのやりとりについて詳細に説明する。
＜第１ステージ＞
まず，ＭＡＣレイヤーで定められている処理（アソシエーション要求及びアソシエーション応答）が行われている。このとき，各デバイスは，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）との間で，図６に示すような構造のデータをやりとりする。具体的には，各デバイスは，当該デバイスの能力に関する情報要素（ＩＥ）をピコネットコントローラー（ＰＮＣ）に報知して，当該ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）のレジスターに登録する。このようにして，アソシエーションが確立した状態となる。
【００４４】
＜第２ステージ＞
続いて，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，図７に示す構造のデータを用いて，ＣＡＰ内でデバイス能力に関する情報要素（ＩＥ）を，アソシエーション確立済みのデバイス（第１デバイス１０及び第２デバイス２０）に報知する。ここで，ＣＡＰとは，競合アクセス期間（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  ａｃｃｅｓｓ  ｐｅｒｉｏｄ）をさす。この報知の際，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，アナウンスコマンドを用いる。これにより，双方のデバイス（第１デバイス１０及び第２デバイス２０）は，他方のデバイスの能力に関する情報を取得することになる。
【００４５】
＜第３ステージ＞
第１デバイス１０及び第２デバイス２０の一方は，得られた対象物のデバイス能力に基づいてＣＴＡを算出する。ここで，ＣＴＡとは，チャネル時間割当て（ｃｈａｎｎｅｌ  ｔｉｍｅ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）をさす。図８に示すように，信号の発生元（Ｓｒｃ．ＤＥＶ）である第１デバイス１０は，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）に対して，ＣＴＡ要求コマンドを送信する。これに応じて，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，第１デバイス１０にＣＴＡ応答コマンドを送信することで，第１デバイス１０のためにＣＴＡを割当てる。これにより，デバイス−デバイス間のリンクが，割当てたＣＴＡ内で確立することとなる。
【００４６】
＜第４ステージ＞
第１デバイス１０は，図９に示すトレーニングシーケンスに対応するデータ（以下，「ＴＳデータ」ともいう）を，Ｎtグループ分，送信する。トレーニングシーケンスとしては，本態様では，Ｔｅｎｓｏｒ  ｃｏｍ社が定めたものを用いる。ＴＳデータは，図９に示すように，シンク（ＳＹＮＣ）フィールドと，チャネル推定（ＣＥ）フィールドとを含んで構成されている。ここで，Ｎtグループ分のＴＳデータの送信は，第１デバイス１０が各クワジオムニビームを送信することから始まる。つまり，ＴＳデータは，各グループにつきＭt回送信されることとなる。そうすることにより，第２デバイス２０が，第２デバイス２０自身の受信側クワジオムニビームのいずれかから，少なくとも１つのＴＳデータを受信することを期待することができる。
【００４７】
＜第５ステージ＞
複数グループ分のＴＳデータを第１デバイス１０から第２デバイス２０へ送信している間において，第２デバイス２０は，自身のクワジオムニビームを１つずつ切り替えて，各クワジオムニビームにつき時間Ｔsの間待機する。これにより，第２デバイス２０が，自身の任意のクワジオムニビームからＴＳデータを受信することを期待することができる。ここで，時間Ｔsは，トレーニングシーケンスに要する期間である。第２デバイス２０は，Ｍr×Ｔsに亘る期間の後に，このようなスキャニングを，第１回目のクワジオムニビームから繰り返す。
【００４８】
＜第６ステージ＞
第１デバイス１０が，Ｎtグループ分のＴＳデータの全てを送信し終えた後には，第２デバイス２０は，ＴＳデータの少なくとも１つを受信していることとなる。ところで，第２デバイス２０は，ＴＳデータを受信するときはいつも，推定した通信リンクのＳＮＲに応じて，第１デバイス１０が送信した複数のクワジオムニビームの中から，ベストクワジオムニビームを決定するとともに，第２デバイス２０自身の受信側ベストクワジオムニビームを決定している。ここで，通信リンクのＳＮＲは，トレーニングシーケンスごとに求められる。そのため，トレーニングシーケンスが行われるたびに，第２デバイス２０から第１デバイス１０へと，図１０に示すようなビームフォーミング時のフィードバック用の情報要素（ＩＥ）が送信される。
【００４９】
＜第７ステージ＞
ＴＳデータが第１デバイス１０から第２デバイス２０へ送信されるに従って，第２デバイス２０は，各グループにつきＮr回分の繰り返しを，第４ステージでの解読と同じ方法で行いながら，Ｍtグループ分のＴＳデータを送信する。そうすることにより，第１デバイス１０が，第１デバイス１０自身の受信側クワジオムニビームのいずれかから，少なくとも１つのＴＳデータを受信することを期待することができる。
【００５０】
＜第８ステージ＞
ＴＳデータが第２デバイス２０から第１デバイス１０へ送信されている間，第１デバイス１０は，第５ステージでの解読と同じ方法でクワジオムニビームのいずれかからトレーニングシーケンスを受信しようとする。
【００５１】
＜第９ステージ＞
第２デバイス２０が，Ｍtグループ分のＴＳデータの全てを送信し終えた後には，第１デバイス１０は，ＴＳデータの少なくとも１つを受信していることとなる。第１デバイス１０は，ＴＳデータを受信するたびに，推定した通信リンクのＳＮＲに応じて，第２デバイス２０が送信した複数のクワジオムニビームの中から，ベストクワジオムニビームを決定するとともに，第１デバイス１０自身の受信側ベストクワジオムニビームを決定している。
【００５２】
＜第１０ステージ＞
トレーニング期間の後，第２デバイス２０は，第１デバイス１０のベストクワジオムニビームのオフセットインデックスをフィードバックする。このフィードバックは，第２デバイス２０が，図１０に示す構造のデータ（ビームフォーミングに関するフィードバック用の情報要素（ＩＥ））を，第１デバイス１０へと送信することで行われる。図１０に示すデータの送信方向は，Ｍt回分の送信のそれぞれに応じたものであり，その送信の際には，アナウンスコマンドが用いられる。
【００５３】
＜第１１ステージ＞
第２デバイス２０が，第１デバイス１０へとフィードバックを送信している間，第１デバイス１０は，受信側ベストクワジオムニビームから，フィードバック情報を得ようとする。ここで，受信側ベストクワジオムニビームは，上述した第９ステージのトレーニングステップの間に決定されるものである。
【００５４】
＜第１２ステージ＞
ビームフォーミング（ＢＦ）に関するフィードバックとして受信した情報要素（ＩＥ）にしたがって，第１デバイス１０は，自身にとってベストな，送信側クワジオムニビームを把握する。また，第１デバイス１０は，把握したクワジオムニビームをベストクワジオムニビームとして用いて後続の送信を行う。
【００５５】
＜第１３ステージ＞
第２デバイス２０が第１デバイス１０へとフィードバックしたことに応じて，第１デバイス１０は，第２デバイス２０のベストクワジオムニビームのオフセットインデックスをフィードバックする。このフィードバックは，第１デバイス１０が，ビームフォーミングに関するフィードバック用の情報要素（ＩＥ）（図１０参照）を，第２デバイス２０へと送信することで行われる。この送信の際には，アナウンスコマンドが用いられる。ただし，第１デバイス１０は，フィードバックの送信を，ベストクワジオムニビームから１度で行う必要がある。なお，ベストクワジオムニビームは，上述した第１２ステージのトレーニングステップの間に決定されるものである。
【００５６】
＜第１４ステージ＞
第１デバイス１０が第２デバイス２０へとフィードバックを送信している間，第２デバイス２０は，受信側クワジオムニビームのうち，自身にとってベストなクワジオムニビームを用いることで，フィードバックを受信しようとする。
【００５７】
＜第１５ステージ＞
上述した全ての動作（オペレーション）が行われることによって，図１１に示すようなデータのやりとりがなされ，最終的には，双方の送信方向（第１デバイス１０から第２デバイス２０への送信方向，及び第２デバイス２０から第１デバイス１０への送信方向）に関して，ベストクワジオムニビームの対が決定される。
【００５８】
なお，第２デバイス２０が，上記第５ステージの間に，第１デバイス１０からＴＳデータを何も受信しない場合，又は，第２デバイス２０が上記第１４ステージで第１デバイス１０からフィードバックを何も受信しない場合，第２デバイス２０は，「ビームフォーミング失敗」の旨を宣言する。具体的には，この宣言は，第２デバイス２０が，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）にアナウンスコマンドとともにビームフォーミング失敗の旨の情報要素を送信することで行われる。これに応じて，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，その旨を，アナウンスコマンドを用いることで第１デバイス１０に報知する。その後，第１デバイス１０は，本処理を再開するか断念するかの一方を選択することとなる。
【００５９】
第１デバイス１０が，上記第８ステージの間に，第２デバイス２０からＴＳデータを何も受信しない場合，又は，第１デバイス１０が上記第１１ステージで第２デバイス２０からフィードバックを何も受信しない場合，第１デバイス１０は，「ビームフォーミング失敗」を宣言する。具体的には，この宣言は，第１デバイス１０が，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）にアナウンスコマンドとともにビームフォーミング失敗の旨の情報要素を送信することで行われる。そして，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，その旨を，アナウンスコマンドを用いることで第２デバイス２０に報知する。その後，第２デバイス２０は，本処理を再開するか断念するかの一方を選択することとなる。
【００６０】
続いて，第２段階（Ｓ２０）について詳細に説明する。この第２段階では，セクター探索が行われて，第１デバイス１０及び第２デバイス２０間の第１ベストセクターと第２ベストセクターの対が検出される。この検出を実現するために，第１デバイス１０や第２デバイス２０は，以下のように構成又は設定されている。
【００６１】
第１に，第１デバイス１０及び第２デバイス２０の双方は，幅を狭めたファインビーム用のコードブックを有している。このコードブックは，それらデバイスの周囲において関心のあるターゲットエリアの全領域をカバーすることが可能となるように作成されたものである。
【００６２】
第２に，第１デバイス１０及び第２デバイス２０の双方は，ファインビームをセクターにグルーピングする。このようにしても，第１段階（Ｓ１０）で決定されたクワジオムニビーム（以下，「選択クワジオムニビーム」ともいう）によってカバーされた全領域をカバーすることが可能である。
【００６３】
第３に，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，第１段階（Ｓ１０）で決定されたクワジオムニビームを用いることによって，互いに通信を行うことが可能となっている。
【００６４】
第４に，第１デバイス１０は，送信部用にＪt個のセクターを有しており，それらセクターによって，送信部用の選択クワジオムニビームをカバーする。また，第１デバイス１０は，受信部用にＪr個のセクターを有しており，それらセクターによって，受信部用の選択クワジオムニビームをカバーする。それらに応じて，第２デバイス２０は，送信部用にＫt個のセクターを有しており，それらセクターによって，送信部用の選択クワジオムニビームをカバーするとともに，受信部用のＫr個のセクターを有しており，それらセクターによって，受信部用の選択クワジオムニビームをカバーする。なお，これらの情報は，図１２に示すセクター探索用の情報要素（ＩＥ）に含まれており，第１デバイス１０及び第２デバイス２０の双方が参照可能となっている。
【００６５】
そして，上述したように構成又は設定された第１デバイス１０と第２デバイス２０とを用いることで，第２段階（Ｓ２０）のセクター探索が以下の手順で行われる。
【００６６】
＜第１ステージ＞
まず，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，セクター候補情報を互いにアナウンスコマンドを用いて送信し合う。具体的には，第１デバイス１０は，セクター候補情報として，Ｊt及びＪrを第２デバイス２０に送信し，それに応じて，第２デバイス２０は，セクター候補情報として，Ｋt及びＫrを第１デバイス１０に送信する。
【００６７】
＜第２ステージ＞
続いて，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，上述した第１段階（Ｓ１０）の第４ステージ〜第１５ステージで定められている動作と同じ動作を行う。ただし，Ｎt，Ｎr，Ｍt，及びＭrは，それぞれ，Ｊt，Ｊr，Ｋt，及びＫrに置き換える必要がある。そして，セクター探索中に，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，セクター候補のあらゆる組み合わせ（コンビネーション）について，ＳＮＲを記録する。
【００６８】
＜第３ステージ＞
上述した全ての動作（オペレーション）が行われることによって，図１３に示すようなデータのやりとりがなされる。最終的には，ＳＮＲテーブルに基づいて，双方の送信方向（第１デバイス１０から第２デバイス２０への送信方向，及び第２デバイス２０から第１デバイス１０への送信方向）に関して，ベストセクターの対（つまり，第１ベストセクターと第２ベストセクターの対）を決定する。
【００６９】
なお，第２段階（Ｓ２０）においても，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，「ビームフォーミング（ＢＦ）失敗」の旨を宣言することがある。この宣言がなされる場合は，上述した第１段階（Ｓ１０）において定められている場合と同様である。
【００７０】
続いて，第３段階（Ｓ３０）について詳細に説明する。この第３段階では，ビーム探索（ビームトラッキング）が行われて，第１デバイス１０及び第２デバイス２０間の第１ベストビームと第２ベストビームの対が検出される。この検出を実現するために，第１デバイス１０や第２デバイス２０は，以下のように構成又は設定されている。
【００７１】
第１に，第１デバイス１０及び第２デバイス２０の双方は，幅をさらに狭めたスーパーファインビーム用のコードブックを有している。このコードブックは，それらデバイスの周囲において関心のあるターゲットエリアの全領域をカバーすることが可能となるように作成されたものである。
【００７２】
第２に，第１デバイス１０及び第２デバイス２０の双方は，スーパーファインビームを第２段階（Ｓ２０）で決定されたセクター（以下，「選択セクター」ともいう）内でグルーピングする。言い換えると，スーパーファインビームで選択セクターを分解する。したがって，選択セクターによってカバーされた全領域は確実にカバーされることとなる。
【００７３】
第３に，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，第２段階（Ｓ２０）で決定されたベストセクターを用いることによって，互いに通信を行うことが可能となっている。
【００７４】
第４に，第１デバイス１０は，送信部用にＳt個のビーム用のビーム領域を有しており，それらビーム領域によって，送信部用の選択セクターをカバーする。また，第１デバイス１０は，受信部用にＳr個のビーム領域を有しており，それらビーム領域によって，受信部用の選択セクターをカバーする。それらに応じて，第２デバイス２０は，送信部用にＴt個のビーム領域を有しており，それらビーム領域によって，送信部用の選択セクターをカバーするとともに，受信部用のＴr個のビーム領域を有しており，それらビーム領域によって，受信部用の選択セクターをカバーする。なお，これらの情報は，図１４に示すビーム探索用の情報要素（ＩＥ）に含まれており，第１デバイス１０及び第２デバイス２０の双方が参照可能となっている。
【００７５】
そして，上述したように構成又は設定された第１デバイス１０と第２デバイス２０とを用いることで，第３段階（Ｓ３０）のビーム探索が以下の手順で行われる。なお，下記の手順は，第１ベストセクターについて行われるだけでなく，第２ベストセクターについても行われる。つまり，ビーム探索は２回行われる。
【００７６】
＜第１ステージ＞
まず，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，ビーム領域候補情報を互いにアナウンスコマンドを用いて送信し合う。具体的には，第１デバイス１０は，ビーム領域候補情報として，Ｓt及びＳrを第２デバイス２０に送信し，それに応じて，第２デバイス２０は，ビーム領域候補情報として，Ｔt及びＴrを第１デバイス１０に送信する。
【００７７】
＜第２ステージ＞
続いて，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，上述した第１段階（Ｓ１０）の第４ステージ〜第１５ステージで定められている動作と同じ動作を行う。ただし，Ｎt，Ｎr，Ｍt，及びＭrは，それぞれ，Ｓt，Ｓr，Ｔt，及びＴrに置き換える必要がある。そして，ビーム探索中に，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，ビーム領域候補のあらゆる組み合わせ（コンビネーション）について，ＳＮＲを記録する。
【００７８】
＜第３ステージ＞
上述した全ての動作（オペレーション）が行われることによって，図１５に示すようなデータのやりとりがなされる。最終的には，ＳＮＲテーブルに基づいて，双方の送信方向（第１デバイス１０から第２デバイス２０への送信方向，及び第２デバイス２０から第１デバイス１０への送信方向）に関して，ベストビーム領域の対（つまり，第１ベストビームと第２ベストビームの対）を決定する。
【００７９】
なお，第３段階（Ｓ３０）においても，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，「ビームフォーミング（ＢＦ）失敗」の旨を宣言することがある。この宣言がなされる場合は，上述した第１段階（Ｓ１０）において定められている場合と同様である。
【００８０】
ところで，上述した態様では，ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉビームを用いてアソシエーション処理を行っている。ここで，ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉビームを用いた場合，受信側デバイスである第２デバイス２０のアンテナでのゲインが十分に高くはない可能性がある。そこで，本態様の別の側面では，ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉビームに代えて，指向性ビームを用いる。以下，指向性ビームを用いる場合における無線通信システム１の構成や，実行される処理について詳細に説明する。
【００８１】
まず，無線通信システム１の構成は，上述した態様と同様である。本態様でも，第１デバイス１０が送信側デバイスとして機能し，かつ第２デバイス２０が受信側デバイスとして機能することとする。ただし，第１デバイス１０及び第２デバイス２０は，指向性ビームの生成及び指向性ビームの送受信が可能に構成されている。第１デバイス１０は，第２デバイス２０との間でアソシエーション処理を行うための制御を行うために，上述した態様と同様，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）を含んでいる。第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，第１デバイス１０のアンテナを介して，第１デバイス１０の指向性ビームを送信可能であるとともに，第２デバイス２０からの指向性ビームを受信可能である。
【００８２】
続いて，無線通信システム１において実行される処理について説明する。まず，アソシエーション処理が行われる。このため，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，指向性ビームを，アソシエーション処理に必要なビーコンとともに，所定の送信方向に向けて送信する。このようにすることで，第２デバイス２０を含む領域を無線通信のターゲットエリアとしようとする。実際には，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）の周囲におけるターゲットエリアの全て（たとえば，３６０°のあらゆる方向における通信可能な距離の範囲内にある領域）がカバーされるように，指向性ビームが送信される。
【００８３】
ここで，ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉビームに代えて指向性ビームを用いる場合，指向性ビームの送信方法としては，２種類の方法（第１方法及び第２方法）が考えられる。第１方法は，複数の方向に指向性をもつ指向性ビームを所定の送信方向に送信するものである。第２方法は，一方向に指向性をもつ指向性ビームをあらゆる送信方向に送信するものである。
【００８４】
まず，第１方法について説明する。
図１６は，複数のビーコンを含むフレームデータである。図１６に示すフレームデータでは，指向性ビームの指向性に対応した方向（つまり，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）が送信可能な送信方向）に関連付けたビーコンが複数示されている。つまり，１つのデータ（スーパーフレーム）に，ビーコンが多重化されている。図１６に示す例では，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）の送信方向がＮt種類あるため，それに対応するように，ビーコンの数もＮt個だけ用意されている。
このようなビーコンを送信すると，第２デバイス２０は，複数のビーコンのうち，少なくとも１つを受信する機会を得ることとなる。
【００８５】
第１方法に対して，第２方法では，以下のようにデータが構成されている。
図１７は，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）が送信可能な送信方向のいずれか１つの送信方向に関連付けたビーコンを含むフレームデータが，送信方向ごとに複数生成された状態を模式的に示している。つまり，１つのビーコンを含むデータ（スーパーフレーム）が多重化されている。図１７に示す例では，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）の送信方向がＮt種類あるため，それに対応するように，ビーコンの数もＮt個だけ用意され，Ｎt個のデータに分布されている。
このように多重化したデータを送信方向に合わせて送信すると，第２デバイス２０は，複数のデータのうち，少なくとも１つのデータを受信する機会を得ることとなり，受信に成功すれば，受信したデータからビーコンを取得することができる。
【００８６】
したがって，上述した第１方法であっても第２方法であっても，第２デバイス２０は，少なくとも１つのビーコンを取得することができるようになっている。すなわち，第１方法や第２方法を採用することで，受信側デバイスである第２デバイス２０がビーコンを受信することができる。したがって，アンテナでのゲインが十分に高いとはいえないｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉビームを用いる必要をなくすことができる。そして，ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉビームに代えて指向性ビームを用いると，第２デバイス２０のアンテナでのゲインを高めることができる。
【００８７】
そして，第２デバイス２０がビーコンを受信した後には，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）が第２デバイス２０からデータを受信することができるかどうかを確認するための処理が行われる。そこで，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）の受信方向の数Ｎrに応じて，フレームデータ内のＣＡＰが，Ｎr個のサブＣＡＰ（Ｓ−ＣＡＰ）に分割される。そして，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，Ｎr個のサブＣＡＰを通るチャネルを，対応する所定方向の指向性ビーム（図１６又は図１７）を用いてリッスン（受信）する。
【００８８】
一方で，第２デバイス２０の方は，少なくとも，上述した複数のビーコン群が送信されてくる期間の間，Ｍr個の受信方向の各々で，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）との間でアソシエーション処理を行うための待機を行う。なお，上述したように，第２デバイス２０は，Ｍr個の受信方向から指向性ビームを受信可能であるとともに，Ｍt個の送信方向に指向性ビームを送信可能に構成されている。
【００８９】
そして，第２デバイス２０は，当該第２デバイスの受信方向のいずれかからビーコンを検出するたびに，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）のベストな送信方向を把握するとともに，当該第２デバイスにとってベストな受信方向を把握する。続いて，第２デバイス２０は，アナウンスコマンドを用いて，フィードバック情報を，当該第２デバイスのＭt個の送信方向の各々を介して送信する。このときのフィードバック情報には，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）の送信方向に関する情報が含まれている。ここで，複数のフィードバック情報は，フィードバック情報群とすると，第２デバイス２０は，このようなフィードバック群をサブＣＡＰごとに第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）へと送信することを繰り返していることになる。
【００９０】
これに応じて，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，第２デバイス２０からフィードバック情報を受信するたびに，そのフィードバック情報内に含まれる情報からベストな送信方向を把握する。さらに，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，サブＣＡＰの各々で受信したフィードバック情報のプリアンブル部分を用いてＳＮＲを検出する。これによって，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，当該ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）のベストな受信方向を把握する。
【００９１】
その後，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）は，第２デバイス２０のベストな送信方向を報知する。この報知は，具体的には，拡張したビーコンを当該ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）のベストな送信方向から送信することで行われる。
【００９２】
この時点で，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）も，第２デバイス２０も，互いのベストな送信方向と，互いのベストな受信方向とを把握したこととなる。つまり，ベストなビーム方向の対が定まる。その後は，これらのベストなビーム方向の対を介して，通常のアソシエーション及びＣＴＡ要求オペレーションが実行されることとなる。なお，通常のアソシエーション及びＣＴＡ要求オペレーションは，いずれも，ＩＥＥＥ８０２．１５．３で規定されたものである。
【００９３】
ところで，上述した複数のサブＣＡＰは，図１８に示すように，いくつかのスーパーフレームに広がることが可能である。図１８に示す例では，Ｎr個のサブＣＡＰがＮr個のスーパーフレームに広がっている。このように，広げることにより，受信側デバイス（第２デバイス２０）のバッファを削減することができる。
【００９４】
また，ここで，図１７に示した例（１つのスーパーフレームに，１つの指向性ビーコン）の場合について説明すると，アソシエーション処理は，いくつかのスーパーフレームに亘ってなされることとなる。そして，アソシエーション済みのデバイス（第２デバイス２０）が同期化を逃さないように，割当てたＣＴＡの冒頭部分で，上述したベストな方向の対を介してビーコン（同期化用のビーコン）が送信される。この処理は，ピコネットコントローラー（ＰＮＣ）がアソシエーション後においては既にベストな送信方向を把握しているために，実行可能となっている。したがって，第２デバイス２０は，図１９に示すような同期化用のビーコンに従うことが可能である。
【００９５】
また，本態様では，図２０に示すように，ＣＴＡＰ内にＭＣＴＡが生成されてもよい。このＭＣＴＡは，ＣＡＰ（又はサブＣＡＰ）と同じ構造をもつものである。そして，このＭＣＴＡ内で，上述したフィードバック情報を送信するための全てのオペレーションが実行される。このようにＭＣＴＡを用いることにより，ＣＡＰ内で，いくつかのコマンドのやりとりを行わなくて済む。その結果，たとえば，ＣＡＰ内にフィードバック情報が入り込まなくなる。そのため，コリジョン（データ衝突）を回避することができる。結果として，無線通信システム１が破たんするような事態を回避することができ，もって，無線通信システム１の安定性が高まる。ＣＴＡＰを利用するので，プロトコルの効率を高めることもできる。
【００９６】
上述した別の態様によれば，第１デバイス１０のピコネットコントローラー（ＰＮＣ）が指向性ビームを，アソシエーション処理に必要なビーコンとともに，所定の送信方向に向けて送信し，第２デバイス２０が受信する。つまり，第２デバイス２０を含む領域が無線通信のターゲットエリアとなる。ここで，指向性ビームが用いられることで，第２デバイス２０のアンテナでのゲインが高まることとなる。また，本態様によれば，隠れノードの干渉を回避することができる。
【００９７】
また，本態様では，ビーコンを含む指向性ビームの送信方法が，上述したように，２種類ある。１つは，指向性ビームに複数のビーコンを含ませ，当該複数のビーコンを含む１つの指向性ビーム（図１６）を，所定の送信方向に向けて送信するというものである。もう１つは，ビーコンを１つ含む指向性ビームを多重化させ，当該多重化させた指向性ビーム（図１７）を，所定の送信方向として複数の送信方向に向けて送信するというものである。いずれの方法によっても，容易にターゲットエリアを確保することができるとともに，ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉビームを用いる必要をなくすことができる。
【００９８】
なお，上述した態様は，主に，無線通信システム１及び無線通信方法に関するものであった。しかし，本発明の無線通信システム１を構成する各デバイス１０，２０，アンテナ，送信部，受信部，また，本発明の無線通信方法において利用されるコードブック，ビーム探索処理（セクター検索処理，ビームトラッキング処理など），フィードバック処理，アナウンスコマンド，ビームフォーミングに関するフィールドを含むデータのフォーマットやフレーム構造も本発明又は本発明の一部を構成することとなる。また，上述した処理の一部又は全部に対応するプログラム（アルゴリズム）や当該プログラムを記憶した情報記憶媒体も，本発明又は本発明の一部を構成するのはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は，家庭用のビデオシステムにおけるデータ転送に限られて利用されるものではなく，無線通信のあらゆる分野（たとえば，ユーザーコミュニケーション用の，スループットの高いファイルサーバー）で利用されうる。また，本発明は，有線通信を無線通信に切り替える際にも利用されうる。さらに，本発明は，無線通信システムに搭載されるような指向性アンテナのいずれにも適用できる。
【符号の説明】
【０１００】
１  無線通信システム
１０  第１デバイス（ＤＥＶ１）
２０  第２デバイス（ＤＥＶ２）
【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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