(57)【要約】【課題】  本発明は，ＳＮＲの推定精度を高めて，ベストなビームを容易かつ確実に決めることができる無線通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の無線通信方法は，第１デバイス１０と第２デバイス２０との間でビームフォーミング技術を利用した無線通信を行うためのものである。無線通信を開始するにあたり，第１デバイス１０と第２デバイス２０との間のビームフォーミングに関するＳＮＲ値を推定する（Ｓ１０６）。続いて，ＳＮＲ値と上方閾値とを比較する（Ｓ１０８）。その比較の結果，ＳＮＲ値が上方閾値以上である場合に，第２デバイス２０は，第１デバイス１０との間のビームフォーミングが成功した旨を示す情報を第１デバイス１０へと送信する（Ｓ１２２）。【選択図】  図１７
2010171649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１デバイス（１０）と第２デバイス（２０）との間でビームフォーミング技術を利用した無線通信を行う無線通信システム（１）において，
前記第２デバイス（２０）は，
前記第１デバイス（１０）に情報を送信する送信手段と，
前記無線通信の分解能の最小範囲の上限値に基づいて予め定められている閾値と，前記第１デバイスとの間のビームフォーミングに関するＳＮＲ値とを比較する第１比較手段と
を含み，
前記第２デバイス（２０）は，
前記第１比較手段による比較の結果，前記ＳＮＲ値が前記閾値以上である場合に，前記第１デバイス（１０）との間のビームフォーミングが成功した旨を示す情報を前記送信手段により前記第１デバイスに送信する，
無線通信システム（１）。
【請求項２】
前記第２デバイス（２０）は，
前記閾値よりも小さい下方閾値と，前記ＳＮＲ値とを比較する第２比較手段を
さらに含み，
前記第２デバイス（２０）は，
前記第２比較手段による比較の結果，前記ＳＮＲ値が前記下方閾値未満である場合に，その旨を示す情報か，又は，別のビームフォーミングに切り替える必要がある旨を示す情報を，前記送信手段により前記第１デバイス（１０）に送信する，
請求項１に記載の無線通信システム（１）。
【請求項３】
前記第２デバイス（２０）は，
前記第１デバイス（１０）とのビームフォーミングに関するＳＮＲ値を周期的に推定する推定手段を有し，
前記送信手段は，
前記第１比較手段による比較結果が同じである場合が第１所定回数連続するまで，前記成功した旨を示す情報の前記第１デバイス（１０）への送信を待機するとともに，
前記第２比較手段による比較結果が同じである場合が第２所定回数連続するまで，前記失敗した旨を示す情報の前記第１デバイス（１０）への送信を待機する，
請求項２に記載の無線通信システム（１）。
【請求項４】
前記第１所定回数及び前記第２所定回数は，いずれも，２回又は３回以上であり，
前記送信手段は，
前記第１比較手段による比較結果が同じである場合が前記第１所定回数連続しなかったときは，当該比較結果を放置するとともに，
前記第２比較手段による比較結果が同じである場合が前記第２所定回数連続しなかったときは，当該比較結果を放置する，
請求項３に記載の無線通信システム（１）。
【請求項５】
前記送信手段は，
前記第１比較手段による比較及び前記第２比較手段による比較の結果，前記ＳＮＲ値が前記閾値と前記下方閾値の間にある場合には，前記第１デバイス（１０）への情報の送信を省略する，
請求項２〜４のいずれか１項に記載の無線通信システム（１）。
【請求項６】
第１デバイス（１０）と第２デバイス（２０）との間でビームフォーミング技術を利用した無線通信を行うための無線通信方法において，
前記無線通信の分解能の最小範囲を設定するステップ（Ｓ１０２）と，
前記無線通信の分解能の最小範囲の上限値に基づいて閾値を設定するステップ（Ｓ１０４）と，
前記第１デバイス（１０）と前記第２デバイス（２０）との間のビームフォーミングに関するＳＮＲ値を推定するステップ（Ｓ１０６）と，
前記ＳＮＲ値と前記閾値とを比較する比較ステップ（Ｓ１０８）と，
前記第２デバイス（２０）から前記第１デバイス（１０）へと情報を送信する送信ステップと
を含み，
前記比較ステップ（Ｓ１０８）における比較の結果，前記ＳＮＲ値が前記閾値以上である場合に，
前記送信ステップでは，
前記第１デバイス（１０）と前記第２デバイス（２０）との間のビームフォーミングが成功した旨を示す情報が送信される（Ｓ１２２），
無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ビームフォーミング技術を利用した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】
ミリ波帯の電波を利用した無線通信システムとしては，デバイス間でビームフォーミングを行うものが知られている。そして，一般的には，ビームフォーミング処理においてどのビームがベストであるかを決めるために，ＳＮＲ（シグナルノイズ比）を推定することが行われている。
【０００４】
しかしながら，ＳＮＲの推定は，さまざまな時刻（タイミング）で行われる。そのため，ＳＮＲ値は時刻とともに変動する。なお，ＳＮＲ値の変動の直接的な理由としては，ＳＮＲ推定エラーや無線チャネルの特性変動が考えられる。したがって，ビームがベストであるか否か，つまりは，ビームの状態が変動しているかどうかは，推定によって得られる，瞬間的なＳＮＲ値で単純に決めることはできない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
そこで，本発明は，ＳＮＲの推定精度を高めて，ベストなビームを容易かつ確実に決め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】
【０００７】
本発明は，基本的には，無線通信システム１などに関する。この無線通信システム１では，第１デバイス１０と第２デバイス２０との間でビームフォーミング技術を利用した無線通信が行われる。
【０００８】
上記第２デバイス２０は，第１デバイス１０に情報を送信する送信手段と，無線通信の分解能の最小範囲の上限値に基づいて予め定められている閾値と，第１デバイスとの間のビームフォーミングに関するＳＮＲ値とを比較する第１比較手段とを含む。そして，この第２デバイス２０は，第１比較手段による比較の結果，ＳＮＲ値が上記閾値以上である場合に，第１デバイス１０との間のビームフォーミングが成功した旨を示す情報を送信手段により第１デバイスに送信する。
【０００９】
ここで，上記閾値は，分解能の最小範囲の上限値に基づいて予め定められたものである。したがって，推定したＳＮＲ値が，実際には推定エラーのために実際のＳＮＲ値よりも高くなっていたとしても，十分な余裕がある。すなわち，この発明によれば，ベストビームを選択するのに必要なＳＮＲを精度高くかつ確実に推定したことになる。その結果，ベストビームを容易かつ確実に決めることができる。
【００１０】
また，本発明の他の側面では，上記無線通信システム１において，第２デバイス２０が，上記閾値よりも小さい下方閾値と，ＳＮＲ値とを比較する第２比較手段をさらに含んでいる。そして，この第２デバイス２０は，第２比較手段による比較の結果，ＳＮＲ値が下方閾値未満である場合に，その旨を示す情報か，又は，別のビームフォーミングに切り替える必要がある旨を示す情報を，送信手段により第１デバイス１０に送信する。
【００１１】
ここで，下方閾値は，上記閾値よりも確実に小さい値をとる。すなわち，この発明によれば，ベストビームを選択する際に不必要なＳＮＲ値のうち，確実に不必要なＳＮＲ値を確実に除外することができる。この点においてもＳＮＲ値の推定精度が高いといえる。これにより，不要なＳＮＲ値が除外されるので，ベストビームを選択するのに必要なＳＮＲ値又は必要になり得るＳＮＲ値を確実に残すことができ，ベストビームの選択を容易に行うことができるようになる。
【００１２】
さらに，本発明のさらに他の側面では，上記無線通信システム１において，上記第２デバイス２０が，第１デバイス１０とのビームフォーミングに関するＳＮＲ値を周期的に推定する推定手段を有する。そして，第２デバイス２０の送信手段は，第１比較手段による比較結果が同じである場合が第１所定回数連続するまで，上記成功した旨を示す情報の第１デバイス１０への送信を待機する。同様に，第２比較手段による比較結果が同じである場合が第２所定回数連続するまで，上記失敗した旨を示す情報の第１デバイス１０への送信を待機する。ここで，第１所定回数と第２所定回数とは，同じであってもよいし，異なっていてもよいが，後述するようにいずれも複数回数であることが好ましい。
【００１３】
ここで，比較結果が同じである場合が複数回連続するということは，複数回に対応する期間に亘って，ＳＮＲ値が安定して推移していることに対応している。そして，この発明では，そのような状態になるまで，成功や失敗などの情報を第１デバイス１０へと送信するのを待機している。このため，この発明では，１回推定しただけのＳＮＲ値（つまり，瞬間的なＳＮＲ値）に基づいてベストビームを決定することを回避することができる。したがって，この発明では，ベストビームの決定精度が高い。
【００１４】
また，本発明のさらにまた他の側面では，上記無線通信システム１において，上記第１所定回数及び上記第２所定回数は，いずれも，２回又は３回以上である。そして，上記第２デバイス２０の送信手段は，第１比較手段による比較結果が同じである場合が第１所定回数連続しなかったときは，当該比較結果を放置する。同様に，第２比較手段による比較結果が同じである場合が第２所定回数連続しなかったときは，当該比較結果を放置する。このように放置することで，直ちに警告として，失敗の旨などを第１デバイス１０へと送信することがなくなる。このため，警告ミスを少なくすることができる。
【００１５】
また，本発明の他の側面では，第１比較手段による比較及び第２比較手段による比較の結果，ＳＮＲ値が上記閾値と上記下方閾値の間にある場合に，第１デバイス１０への情報の送信が省略される。このようにすることで，推定エラーなどによってＳＮＲ値が突発的に高くなったり低くなったりしても柔軟に対応することができる。
【００１６】
さらには，本発明の別の側面では，第１デバイス１０と第２デバイス２０との間でビームフォーミング技術を利用した無線通信を行うための無線通信方法が提供される。この無線通信方法では，まず，無線通信の分解能の最小範囲を設定するステップ（Ｓ１０２）と，無線通信の分解能の最小範囲の上限値に基づいて閾値を設定するステップ（Ｓ１０４）とが実行される。続いて，第１デバイス１０と第２デバイス２０との間のビームフォーミングに関するＳＮＲ値を推定するステップ（Ｓ１０６）と，ＳＮＲ値と閾値とを比較する比較ステップ（Ｓ１０８）とが実行される。そして，必要に応じて，第２デバイス２０から第１デバイス１０へと情報を送信する送信ステップが実行される。ここで，上記比較ステップ（Ｓ１０８）における比較の結果，ＳＮＲ値が上記閾値以上である場合に，送信ステップでは，第１デバイス１０と第２デバイス２０との間のビームフォーミングが成功した旨を示す情報が送信される（Ｓ１２２）。ここで，上記閾値は，分解能の最小範囲の上限値に基づいて予め定められたものである。したがって，この発明によっても，ベストビームを選択するのに必要なＳＮＲを精度高くかつ確実に推定したことになる。その結果，ベストビームを容易かつ確実に決めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，ＳＮＲ値が閾値以上である場合に，ビームフォーミングが成功した旨を示す情報が送信されるので，ベストビームを容易かつ確実に決めることができる。ここで，閾値は，分解能の最小範囲の上限値に基づいて予め定められたものである。このため，ベストビームを選択するのに必要なＳＮＲが精度高くかつ確実に推定されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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，推定されるＳＮＲと時刻（回数）との関係を例示するグラフであり，図１６（ａ）は，ＳＮＲ値が上方閾値以上であるということが連続する場合を含む例を示しており，図１６（ｂ）は，ＳＮＲ値が下方閾値未満である場合が連続する場合を含む例を示している。
【図１７】図１７は，第２デバイス２０が「ビームフォーミング（ＢＦ）成功」又は「ビームフォーミング（ＢＦ）失敗」の旨を示す情報を第１デバイス１０に送信するまでの流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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】
2010171649.tif 000003
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
＜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。
【００４６】
＜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。
【００４７】
＜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。
【００４８】
＜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。
【００４９】
＜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。
【００５０】
＜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。
【００５１】
＜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。
【００５２】
＜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。
【００５３】
＜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。
【００５４】
＜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。
【００５５】
＜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。
【００５６】
＜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。
【００５７】
＜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。
【００５８】
＜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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
＜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。
【００６８】
＜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。
【００６９】
＜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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
＜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。
【００７８】
＜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。
【００７９】
＜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。
【００８０】
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。
【００８１】
ところで，上述した態様では，第１デバイス１０からのクワジオムニビームを第２デバイス２０が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主に説明した。また一方で，第２デバイス２０がクワジオムニビームの受信に失敗することについても上述した態様で説明した。これらのような場合について以下詳細に説明する。
【００８２】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は，ＳＮＲと時刻（回数）との関係を示すグラフ（ＳＮＲテーブル）である。図１７は，ビーム探索処理中において，第２デバイス２０が「ビームフォーミング（ＢＦ）成功」又は「ビームフォーミング（ＢＦ）失敗」の旨を示す情報を第１デバイス１０に送信するまでの流れを示すフローチャートである。図１７におけるＳは，ステップを示す。なお，図１７の処理は，後述するように，ビームトラッキング処理中にも実行可能である。
【００８３】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように，第２デバイス２０は，第１デバイス１０との間のビームフォーミングに関して，ＳＮＲ値を周期的に推定している。そして，得られた多数のＳＮＲ値は，図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように時刻とともに変動している。このようにＳＮＲ値が変動する直接的な理由としては，背景技術の欄で説明したように，ＳＮＲ推定エラーや無線チャネルの特性変動を挙げることができる。したがって，ビームがベストであるか否か，つまりは，ビームの状態が変動しているかどうかは，推定によって得られる，１つの瞬間的なＳＮＲ値のみで単純に決めることは得策ではない。
【００８４】
そこで，本態様では，図１７に示すような処理を行うことで，ＳＮＲ値を単独で扱わないように考慮している。
【００８５】
具体的には，まず，図１７におけるステップＳ１０２において，無線通信の分解能の最小範囲を設定する（図１６（ａ）参照）。分解能の最小範囲は，図１６（ａ）に示すように，分解能の最小値がとり得る範囲を設定すればよい。たとえば，分解能の最小値の下限値が分かっている場合には，それよりも大きい範囲を含むように最小範囲を設定する。又は，分解能の最小範囲の中心値が分かっている場合には，それよりも大きい範囲と小さい範囲の双方を含むように最小範囲を設定する。
【００８６】
次に，ステップＳ１０４で，ＳＮＲ値の閾値を設定する。本態様では，閾値として，上方閾値（Ｔｈu）と，下方閾値（Ｔｈl）の２種類の閾値を設定する（図１６（ａ）参照）。なお，２種類の閾値を設定する理由については後述する。ここで，上方閾値は，分解能の最小範囲の上限値に基づいて（たとえば近くなるように）決められるが，分解能の最小範囲内でなくてもよい。分解能の最小範囲の上限値を上回るように上方閾値を設定すれば，ＳＮＲ値が高いものを確実に残すことができる。下方閾値は，分解能の最小範囲の下限値に基づいて決められることが好ましく，より好ましくは，最小範囲内となるように決められ，このように決めることで，ＳＮＲ値が低すぎるものを確実に排除することができる。なお，上方閾値及び下方閾値を，メイン閾値（Ｔｈm）を定めて，その上方と下方に所定レベルを設定することで設定してもよい。
【００８７】
なお，上述したステップＳ１０２〜Ｓ１０４は，第２デバイス２０に予め設定しておくことが好ましい。また，ステップＳ１０４で，上方閾値と下方閾値の双方が設定されればよいので，ステップＳ１０２の処理を省略してもよい。
【００８８】
続いて，ステップＳ１０６では，ＳＮＲを推定する。具体的には，図９に示したデータにおけるチャネル推定フィールドに対応して，チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）を行うことで，ＳＮＲを推定する。ＳＮＲの推定は，上述したように，周期的に，つまり所定間隔の時刻（タイミング）ごとに行われる。なお，推定によって得られたＳＮＲ値は，図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示したようなＳＮＲテーブルとして，第２デバイス２０に順次格納されることとなる。また，チャネル推定シーケンスは，チャネル推定フィールドに対応して実行されなくてもよい。この場合には，任意のタイミングでチャネル推定シーケンスが実行される。
【００８９】
得られたＳＮＲ値は，第２デバイス２０によって，上記ステップＳ１０４で設定した閾値と比較される（ステップＳ１０８）。本態様では，ＳＮＲ値は，まず，下方閾値と比較される（第２比較手段）。当該比較の結果，ＳＮＲ値が，下方閾値未満である場合，一旦はそのＳＮＲ値を放置して（ステップＳ１１２），ステップＳ１１４に進み，後続のＳＮＲ値についての比較を行う。一方，ＳＮＲ値が，下方閾値以上である場合，ステップＳ１１２をスキップして，ステップＳ１１４に進む。
【００９０】
ステップＳ１１４では，連続するＴ回分（たとえば３回分）のＳＮＲ値について比較処理が終了したかどうかを判別する。ここで，ステップＳ１１２において放置されたＳＮＲ値がある場合には，連続する回数としてカウントされない。そして，連続回数が予め設定されているＴ回となるまで，ステップＳ１０８〜Ｓ１１４の処理を繰り返す。これにより，連続Ｔ回分のＳＮＲ値を取得する。
【００９１】
そして，取得した連続Ｔ回分のＳＮＲ値について，どのＳＮＲ値も，上方閾値と下方閾値との間にあるかどうかを判別する（ステップＳ１１６）。この判別は，Ｔ回に対応する期間におけるＳＮＲ値の推移が上方閾値と下方閾値の間の値で一定であるかどうかを判別することに相当する。
【００９２】
ステップＳ１１６の判別の結果，Ｔ回分のＳＮＲ値の全てが上方閾値と下方閾値との間にない場合，そのＴ回分のＳＮＲ値について，どのＳＮＲ値も，上方閾値以上であるかどうかを判別する（ステップＳ１１８）。この判別の結果，Ｔ回分に対応する期間において，ＳＮＲ値が，上方閾値以上で安定して推移していることが判明した場合（ステップＳ１１８でＹＥＳ），第２デバイス２０は，ＳＮＲテーブルを更新するとともに（ステップＳ１２０），「ビームフォーミング（ＢＦ）成功」の旨を宣言するために，その旨を示す情報を第１デバイス１０へと送信する（ステップＳ１２２）。また，このときのＴ回分のＳＮＲ値の最大値をとるＳＮＲ値がベストビームの候補となる。このため，直ちに「ＢＦ成功」の旨を示す情報を第１デバイス１０へと送信しなくてもよい。その場合には，ベストビームが選択されてから，「ＢＦ成功」の旨を示す情報を第１デバイス１０へと送信する。つまり，この場合には，「ＢＦ成功」の旨を宣言するためのトリガーの１つとなるようにしておけばよい。
【００９３】
一方，ステップＳ１１８の判別の結果，Ｔ回分のＳＮＲ値の全てが上方閾値以上でない場合，下方閾値以下であるかどうか判別する（ステップＳ１４０）。この判別の結果，Ｔ回分に対応する期間において，ＳＮＲ値が，残念ながら，下方閾値以下で安定して推移していることが判明した場合（ステップＳ１４０でＹＥＳ），第２デバイス２０は，「ビームフォーミング（ＢＦ）失敗」の旨を宣言するために，その旨を示す情報を第１デバイス１０へと送信する（ステップＳ１４２）。なお，安定して推移していない場合には，ステップＳ１０８に戻って，安定して推移しているＴ回分のＳＮＲ値の組が得られるまで上記処理を繰り返す。
【００９４】
なお，Ｔ回分のＳＮＲ値の全てが上方閾値と下方閾値との間にある場合（ステップＳ１１６でＹＥＳ），第２デバイス２０は，これらのＳＮＲ値を同じＳＮＲ値とするために，それらの平均値を算出して（ステップＳ１３０），その平均値でＳＮＲテーブルを更新する（ステップＳ１３２）。これにより，その後にＳＮＲテーブルを参照したときに，ＳＮＲ値の変動を考慮しなくても済むことになる。
【００９５】
そして，図１７の処理は，ＳＮＲ値を推定すべきビームの組み合わせの全てが完了したときに，終了する。さらに，第２ベストビーム（方向）を検出する際にも，図１７の処理が実行される。
【００９６】
なお，図１７の処理は，ビーム探索処理中の場合について説明した。これに代えて，ビームトラッキング処理中の場合には，ステップＳ１２０〜Ｓ１２２の処理は省略される。同様に，ステップＳ１４２では，「ＢＦ失敗」の旨に代えて，「切り替え（スイッチング）が必要」である旨を宣言する。
【００９７】
そして，スイッチングが必要な場合，その旨を示す情報は，現在のトラッキングフレームの末尾に格納（宣言）される。その後のスイッチングオペレーションは，スイッチングが必要の旨が宣言された，トラッキングフレームに続くデータフレームに基づいて，トラッキング処理の直後に実行される。このスイッチングオペレーションは，データフレームの末尾でＩｍｍ−ａｃｋを示すことで確認される。
【００９８】
また，図１７の処理において，ステップＳ１１４では，安定して推移しているＳＮＲ値の組を探すための連続回数Ｔは，同じ数（たとえば３回）とした。これに代えて，上方閾値−下方閾値間，上方閾値以上，下方閾値未満の各場合について，連続回数をそれぞれ設定してもよい。この場合には，図１７に示した処理手順を若干変更する必要がある。しかし，各処理の趣旨は同じであるのでその説明を省略する。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）には，上方閾値−下方閾値間で安定して推移しているＳＮＲ値の組を探すための連続回数Ｔmとして２回が設定された場合が例示されている。また，図１６（ａ）には，上方閾値以で安定して推移しているＳＮＲ値の組を探すための連続回数Ｔuとして３回が設定された場合が例示されている。図１６（ｂ）には，下方閾値以で安定して推移しているＳＮＲ値の組を探すための連続回数Ｔlとして３回が設定された場合が例示されている。
【００９９】
上述した態様によれば，第２デバイス２０は，推定したＳＮＲ値が上方閾値以上である場合に（ステップＳ１１８），第１デバイス１０との間のビームフォーミングが成功した旨を示す情報を第１デバイス１０に送信する（ステップＳ１２２）。ここで，上方閾値は，分解能の最小範囲の上限値に基づいて設定されたものである（ステップＳ１０４）。したがって，推定したＳＮＲ値が，実際には推定エラーのために実際のＳＮＲ値よりも高くなっていたとしても，十分な余裕がある。すなわち，本態様によれば，ベストビームを選択するのに必要なＳＮＲを精度高くかつ確実に推定したことになる。その結果，ベストビームを容易かつ確実に決めることができる。
【０１００】
また，上述した態様によれば，第２デバイス２０は，推定したＳＮＲ値が下方閾値以上である場合に（ステップＳ１４０），第１デバイス１０との間のビームフォーミングが失敗した旨を示す情報を第１デバイス１０に送信する（ステップＳ１４２）。ここで，下方閾値は，分解能の最小範囲の下限値に基づいて設定されたものである（ステップＳ１０４）ため，上方閾値よりも確実に小さい値をとる。すなわち，本態様によれば，ベストビームを選択する際に不必要なＳＮＲ値のうち，確実に不必要なＳＮＲ値を確実に除外することができる。この点においてもＳＮＲ値の推定精度が高いといえる。そして，本態様では，不要なＳＮＲ値が除外されるので，ベストビームを選択するのに必要なＳＮＲ値又は必要になり得るＳＮＲ値を確実に残すことができ，ベストビームの選択を容易に行うことができるようになる。
【０１０１】
さらに，上述した態様によれば，安定して推移しているＳＮＲ値の組を探すために，連続回数Ｔが設定されている。言い換えると，上述した態様では，ＳＮＲ値と閾値（上方閾値又は下方閾値）との比較結果が同じである場合が，連続回数Ｔに相当する期間継続するまで，「ＢＦ成功」や「ＢＦ失敗」などの情報を第１デバイス１０へと送信するのを待機している。このため，本態様では，１回推定しただけのＳＮＲ値（つまり，瞬間的なＳＮＲ値）に基づいてベストビームを決定することを回避することができる。このため，本態様では，ベストビームの決定精度が高い。
【０１０２】
また，上述した態様では，ＳＮＲ値が安定して推移していない場合は，推定したＳＮＲ値を放置する。たとえば，推定した１つのＳＮＲ値が下方閾値未満である場合には，そのＳＮＲ値を放置する（ステップＳ１１２）。このため，第２デバイス２０が，ＳＮＲ値が低いことに起因して，警告として「ＢＦ失敗」の旨を第１デバイス１０へと直ちに送信することがない。このため，推定エラーなどによるＳＮＲ値の突発的な低下があった場合でも，警告を送信するようなミスが起こりにくい。このように警告ミスを少なくすることができるので，無線通信システム１の安定化を図ることができる。
【０１０３】
ところで，上述した態様では，ＳＮＲ値が上方閾値と下方閾値の間にある場合（ステップＳ１３０〜Ｓ１３２），「ＢＦ成功」や「ＢＦ失敗」の旨を示す情報が第１デバイス１０へと送信されることがない。このようにすると，推定エラーなどによってＳＮＲ値が突発的に高くなったり低くなったりしても柔軟に対応することができる。このようにすることでも，警告ミスを少なくして，無線通信システム１の安定化を図ることができる。また，本態様では，この場合が連続したときに，それらのＳＮＲ値を同じ値にする（ステップＳ１３０）。このため，後の段階で全てのＳＮＲ値を参照したときに，上方閾値と下方閾値の間にあるＳＮＲ値の優劣がなくなっていることとなる。このようにすることで，推定エラーの可能性を考慮しなくて済むようになる。
【０１０４】
なお，上述した本態様において，上方閾値と下方閾値という２種類の互いに異なる閾値を設定した理由は，上述したような作用効果を得るためである。
【０１０５】
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】
【０１０６】
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。
【０１０７】
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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