(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1及び第２の通信機を含む無線通信システムの制御方法であって、
前記第１の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第１の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第１の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成され、
前記第２の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第２の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第２の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成され、
前記方法は、
（ａ）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せに関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ｂ）：前記（ａ）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記少なくとも一部の組合せに関し、前記第２の受信アンテナの通信品質の関係を記述したデータ列を取得し、
（ｃ）：前記データ列において、前記アンテナ設定の組み合わせを通信品質が良好な順に整列し、
（ｄ）：前記整列を行ったデータ列において、一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせに関し、前記データ列の更新を行い、
（ｅ）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ）乃至（ｄ）を、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定と前記第１の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せについて行うことにより、同様のデータ列を取得し、
（ｆ）：前記（ｄ）及び（ｅ）において得られたデータ列に記述された前記第１の送信アンテナ設定と前記第２の受信アンテナ設定の組合せ、及び前記第１の受信アンテナ設定と前記第２の送信アンテナ設定の組合せのうち少なくとも一部の組合せを、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用する無線通信システムの制御方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｄ）における前記データ列の更新を、前記整列を行ったデータ列において一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせについて、前記通信品質が２位以降の組み合わせを前記データ列から削除することにより行う、請求項１記載の無線通信システムの制御方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｄ）における前記データ列の更新を、前記整列を行ったデータ列において一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせについて、前記通信品質が２位以降の組み合わせの前記データ列における順位を下げることにより行う、請求項１記載の無線通信システムの制御方法。
【請求項４】
前記ステップ（ａ）、及び前記ステップ（ｅ）中の前記ステップ（ａ）に相当するステップにおいて使用するアンテナ設定を、
（ａ１）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信し、
（ａ２）：前記第２の受信アンテナに固定ビームパターンを設定した状態で、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ａ３）：前記ステップ（ａ２）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナの受信信号特性の関係を記述したデータ列を取得し、
（ａ４）：前記データ列を用いて、前記第１の送信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第１の送信アンテナ設定を決定し、
（ａ５）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ１）乃至（ａ４）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せについて行うことにより、前記第２の送信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第２の送信アンテナ設定を決定し、
（ａ６）：前記第１の送信アンテナに固定ビームパターンを設定した状態で、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信し、
（ａ７）：前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ａ８）：前記ステップ（ａ７）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第２の受信アンテナのアンテナ設定と受信信号特性の関係を記述したデータ列を取得し、
（ａ９）：前記データ列を用いて、前記第２の受信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第２の受信アンテナ設定を決定し、
（ａ１０）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ６）乃至（ａ９）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せ、について行うことにより、前記第１の受信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第１の受信アンテナ設定を決定することにより得ることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信システムの制御方法。
【請求項５】
第１の送信アンテナから無線信号を送信でき、第１の受信アンテナによって無線信号を受信でき、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定を変更することで前記第１の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、前記第１の受信アンテナのアンテナ設定を変更することで前記第１の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成された第１の通信機と、
第２の送信アンテナから無線信号を送信でき、第２の受信アンテナによって無線信号を受信でき、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定を変更することで前記第２の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更することで前記第２の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成された第２の通信機と、
前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せに関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信するための第１の手段と、
前記第１の手段におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記少なくとも一部の組合せに関し、前記第２の受信アンテナの通信品質の関係を記述したデータ列を取得するための第２の手段と、
前記データ列において、前記アンテナ設定の組み合わせを通信品質が良好な順に整列するための第３の手段と、
前記整列を行ったデータ列において、一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせに関し、前記データ列の更新を行うための第４の手段と、
前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記第１乃至第４の手段と同様の処理を、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定と前記第１の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せについて行うことにより、同様のデータ列を取得するための第５の手段と、
前記第４及び第５の手段において得られたデータ列に記述された前記第１の送信アンテナ設定と前記第２の受信アンテナ設定の組合せ、及び前記第１の受信アンテナ設定と前記第２の送信アンテナ設定の組合せのうち少なくとも一部の組合せを、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用するための第６の手段とを備える無線通信システム。
【請求項６】
前記第４の手段における前記データ列の更新を、前記整列を行ったデータ列において一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせについて、受信信号特性が２位以降の組み合わせを前記データ列から削除することにより行うことを特徴とする、請求項５記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第４の手段における前記データ列の更新を、前記整列を行ったデータ列において一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせについて、受信信号特性が２位以降の組み合わせの前記データ列における順位を下げることを特徴とする、請求項５記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記第１の手段、及び前記第５の手段中の前記第１の手段に相当する手段において使用するアンテナ設定を、
（ａ１）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信し、
（ａ２）：前記第２の受信アンテナに固定ビームパターンを設定した状態で、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ａ３）：前記ステップ（ａ２）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナの受信信号特性の関係を記述したデータ列を取得し、
（ａ４）：前記データ列を用いて、前記第１の送信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第１の送信アンテナ設定を決定し、
（ａ５）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ１）乃至（ａ４）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せについて行うことにより、前記第２の送信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第２の送信アンテナ設定を決定し、
（ａ６）：前記第１の送信アンテナに固定ビームパターンを設定した状態で、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信し、
（ａ７）：前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ａ８）：前記ステップ（ａ７）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第２の受信アンテナのアンテナ設定と受信信号特性の関係を記述したデータ列を取得し、
（ａ９）：前記データ列を用いて、前記第２の受信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第２の受信アンテナ設定を決定し、
（ａ１０）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ６）乃至（ａ９）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せ、について行うことにより、前記第１の受信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第１の受信アンテナ設定を決定することにより得ることを特徴とする、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項９】
第1及び第２の通信機を含む無線通信システムの制御方法であって、
前記第１の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第１の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第１の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成され、
前記第２の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第２の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第２の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成され、
前記方法は、
（ａ）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せに関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ｂ）：前記（ａ）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記少なくとも一部の組合せに関し、前記第２の受信アンテナの通信品質を取得し、
（ｃ）：前記通信品質が良好なアンテナ設定の組合せの優先順位が相対的に高く、かつ、前記第１の送信アンテナ及び前記第２の受信アンテナのうち一方のアンテナのアンテナ設定が同一であるアンテナ設定の組合せ間では前記通信品質が第２位以降の優先順位が相対的に低くなるように、前記少なくとも一部の組合せに含まれる組合せ間での優先順位を決定し、
（ｄ）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）を、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定と前記第１の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せについて行うことにより、同様の優先順位を取得し、
（ｅ）：前記（ｃ）及び（ｄ）において得られた優先順位に基づいて、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用するアンテナ設定の組合せを決定する無線通信システムの制御方法。
【請求項１０】
相手装置との間で無線通信を行う無線通信装置であって、
送信アンテナ設定を変更することによって第１の送信アンテナの送信ビーム方向を制御する送信アンテナ設定制御部と、
受信アンテナ設定を変更することによって第１の受信アンテナの受信ビーム方向を制御する受信アンテナ設定制御部と、
前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と相手装置が備える第２の受信アンテナのアンテナ設定の組合せ、及び前記第１の受信アンテナと前記相手装置が備える第２の送信アンテナのアンテナ設定の組合せの優先順位の決定処理を前記相手装置と協調して行う処理部と、
を備え、
前記決定処理は、
（ａ）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せに関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信すること、
（ｂ）：前記（ａ）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記少なくとも一部の組合せに関し、前記第２の受信アンテナの通信品質を取得すること、
（ｃ）：前記通信品質が良好なアンテナ設定の組合せの優先順位が相対的に高く、かつ、前記第１の送信アンテナ及び前記第２の受信アンテナのうち一方のアンテナのアンテナ設定が同一であるアンテナ設定の組合せ間では前記通信品質が第２位以降の優先順位が相対的に低くなるように、前記少なくとも一部の組合せに含まれる組合せ間での優先順位を決定すること、
（ｄ）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）を、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定と前記第１の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せについて行うことにより、同様の優先順位を取得すること、及び
（ｅ）：前記（ｃ）及び（ｄ）において得られた優先順位に基づいて、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用するアンテナ設定の組合せを決定すること、
を備える、無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ビームを適応制御して無線通信を行うシステム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、広帯域なミリ波（約３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）を用いた無線装置の利用が広がりつつある。ミリ波無線技術は、特に、高精細画像の無線伝送やギガビット級の高速データ無線通信への応用が期待されている（例えば、非特許文献１、２、３参照）。【０００３】
しかしながら、周波数が高いミリ波には直進性が強い性質があり、室内での無線伝送を想定した場合には課題がある。直進性が強い上に、人体等により信号減衰が顕著なため、室内などで送信機と受信機の間に人が介在した場合、見通し外となって伝送が困難になってしまう（シャドウイングの問題）。この問題は、周波数が高くなって電波の直進性が強くなるのに応じて伝搬環境が変わってきた結果によるもので、ミリ波帯（３０ＧＨｚ以上）に限らない。電波の伝搬環境が変化する変り目の周波数を明示することはできないが、およそ１０ＧＨｚ前後といわれている。なお国際電気通信連合の勧告（"Propagation data and prediction methods for the planning of indoor radio communication systems and radio local area networks in the frequency range 900 MHz to 100 GHz", ITU-R, P.1238-3, 2003年4月）によれば、伝搬時の距離に対する電波の減衰量を表す電力損失係数（power loss coefficients）は、オフィス内では０．９〜５．２ＧＨｚにおいて２８〜３２であるのに対し、６０ＧＨｚにおいては２２となっている。自由空間損失の場合は２０であるから、６０ＧＨｚというような高い周波数では散乱や回折などの影響が少ないものと考えられる。【０００４】
上述したような課題を解決するために、例えば、受信装置に複数の受信部を設置することにより複数の伝送路を設け、送信装置と受信部との間の伝送路うち一方の伝送路が遮蔽された場合に、もう一方の伝送路で伝送を継続するシステムが特許文献２に記載されている。【０００５】
また、別の解決方法として、反射体を壁や天井に設置し、いくつかの伝送路を確保することも考案され、特許文献３に記載されている。【０００６】
特許文献２に記載された方法は、送信装置の近傍が遮蔽された場合や、複数設置された受信部を全て遮蔽された場合には、対応できない。また、特許文献３に記載された方法では、送信機と受信機の配置を考えて反射体を設置する必要があるなど、ユーザーに対して格別の配慮を要請しなければならなかった。【０００７】
ところが、最近になって、ミリ波の伝搬特性が調べられ、意図的に反射体を設置しなくても反射波を利用できる可能性が見出された。図３１は、広角アンテナを用いたシステムの構成を示す図であり、図３２は、図３１に示したような広角アンテナを用いたシステムの室内における遅延プロファイルの例を示す図である。図３１に示したような広角アンテナを用いたシステムにおいては、図３２に示すように、最初に到来する主波の受信電力が１番大きい。その後、第２波、第３波等の遅延波が到来するが、受信電力としては小さい。これら第２波や第３波は、天井や壁からの反射波である。この状況は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）で使用される２．４ＧＨｚ帯のような直進性が弱い電波の伝搬環境とは著しく異なる。２．４ＧＨｚでは回折の効果と多重反射によって、電波の到来方向を明確に分離することが困難である。一方、直進性が強いミリ波では、電波の到来方向が比較的明確であるが、遅延波の数は限られ、その受信レベルは小さい。【０００８】
したがって、直接波が遮蔽された場合に、反射波を利用して伝送を継続させるためには、図３０Ａ及びＢに示すように、指向性利得が高い狭ビームを反射する方向へ向け、受信レベルを確保しなければならない。ただし、遮蔽の有無や、送信機と受信機の相対位置などについて、ユーザーの格別な配慮を不要とするためには、狭いビームを動的に制御するビームフォーミング（指向性制御）の技術が必須となる。【０００９】
ビームフォーミングを実現するためには、指向性制御機能を有するアンテナを用いる必要がある。その代表的なものは、フェーズドアレイアンテナである。波長が短いミリ波では（例えば、周波数６０ＧＨｚでは５ｍｍ）、フェーズドアレイアンテナを小エリアで実現でき、これに供する移相器アレイや発振器アレイが開発されている（例えば、非特許文献３，４参照）。フェーズドアレイアンテナの他にも、セクタ切替アンテナや機械式方向可動アンテナなどのアンテナを用いた場合でも指向性制御を実現することができる。【００１０】
また、アンテナアレイを用いたビームフォーミングとは別の目的の技術として到来方向推定技術が知られている。到来方向推定技術は、レーダーやソナー、伝搬環境測定、等で用いられる技術であり、アンテナアレイで受信する電波の到来方向と電力を高精度に推定するためのものである。この到来方向推定技術が、電波源を設置した上での伝搬環境測定に用いられる場合、その電波源にはしばしばオムニ（無指向性）アンテナが使用される。例えば非特許文献６にそのような例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００８／０９０８３６号
【特許文献２】特開２００６−２４５９８６号公報
【特許文献３】特開２０００−１６５９５９号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／０２０５９４３号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】K. Maruhashi他 、「60-GHz-band LTCC Module Technology for Wireless Gigabit Transceiver Applications」、IEEE International Workshop on Radio-Frequency Integration Technology, Digest, pp.131-134, Dec, 2005.
【非特許文献２】K. Ohata他、「1.25Gbps Wireless Gigabit Ethernet Link at 60 GHz-Band」、IEEE MTT-S International Microwave Symposium, Digest, pp. 373-376, June 2003.
【非特許文献３】J. F. Buckwalter他、「An Injected Subharmonic Coupled-Oscillator Scheme for a 60- GHz Phased-Array Transmitter」、IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.12, pp.4271-4280, Dec. 2006.
【非特許文献４】S. Alausi他、「A 60 GHz Phased Array in CMOS」、IEEE 2006 Custom Integrated Circuits Conference, Digest, pp.393-396, San Jose, Sept. 2006.
【非特許文献５】I. Lakkis他、「IEEE P802.15 Working Group for Wireless Personal Area Networks (WPANS): TG3c Call for Proposals」、15-08-0355-00-003c、May, 2008.
【非特許文献６】K. Sato他、「Channel model for millimeter-wave WPAN」、The 18th Annual IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio communications (PIMRC'07)、2007.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
室内でのミリ波システムにおいて、直接波が遮蔽された場合に反射波で無線伝送を継続する場合には、以下の問題が生じる。【００１４】
使用する波（直接波、反射波）を切り替える際、伝送断の時間を短くすることが望ましく、例えば、リアルタイム性が要求される非圧縮画像伝送では、特に強い要求となる。一方、反射波を利用する場合には、受信強度を高めるためにアンテナビーム幅を狭くしてアンテナの指向性利得を高くする必要がある。【００１５】
ところが、ビーム幅が狭ければ狭いほど探索する方向（ステップ）が増える。このため、ビーム方向を探索し、最適なビーム方向を設定するための時間がかかるので、伝送断の時間が長くなってしまう。そこで、このような場合にも伝送断の時間を短くできるビーム方向の設定方法が強く望まれている。なお、データをバッファリングできる装置であっても、伝送断の時間が長くなると、非常に大きなメモリが必要となり実用的ではない。【００１６】
通信機と通信機の間の伝搬路の特性は、チャネル応答行列で表現される。このチャネル応答行列が求まれば、特異値分解（ＳＶＤ: Ｓｉｎｇｕｌａｒ−Ｖａｌｕｅ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、最もよい送受信機のアンテナ設定の組合せ（以下ではアンテナ設定対と呼ぶ）が求まることが知られている。しかし一方でＳＶＤは複雑で処理時間が長いため、例えば、高速性が要求される非圧縮画像伝送装置に実装することは困難である。【００１７】
このため、例えば特許文献４には、ユニタリ行列（例えばアダマール行列）をアンテナアレイの位相として加え、送信機のアンテナアレイのトレーニングと、受信機のアンテナアレイのトレーニングを繰り返し、最も信号強度が強くなる最適ＡＷＶ（アレイ重みベクトル）を求める方法が開示されている。この方法では、ＳＶＤに比べ時間が短縮できるものの、送受信の切り替えを繰り返し行うために、最適なＡＷＶ組合せを求めるまでに所定の時間がかかっていた。【００１８】
また非特許文献５には、ビーム解像度を徐々に上げながら送受のビーム方向（アンテナ設定）を最適化する技術が開示されている。しかしこのような技術においても、送受信の切り替えを繰り返し行いながら多数の送受のビーム方向（アンテナ設定）の組合せについて通信品質の測定を行う必要があり、最適なビーム組合せを求めるのに多大な時間が必要であった。【００１９】
また同文献において、最も低い解像度のビームとして、擬似オムニ（擬似無指向性）パターンという概念が呈示されている。この擬似オムニパターンとは、完全なオムニ（無指向性）ではないものの、送受信機周辺の空間のうち非常に広い方向にわたりほぼ一定のアンテナ利得を有するパターンを指す。アンテナアレイにおいては完全なオムニパターンを得ることが困難な場合が多いため、この擬似オムニパターンで代用される場合が多い。さらにミリ波帯においては、良好な擬似オムニパターンを得ることも困難な場合がある。ここで、良好な擬似オムニパターンとは、広い、もしくは所望の、角度範囲に渡りアンテナ利得変動が十分に小さい放射パターンを指すものとする。【００２０】
一般的に、初期にリンクを確立する際には、最適なアンテナ設定対を求める時間が長くても許容される。しかし、既にリンクが確立された後に伝送断が発生した際に必要となる再リンク確立には、素早い別の最適アンテナ設定対の探索が必要である。またマルチポイント通信の場合、複数のリンクの再確立が必要となり、より早い最適アンテナ設定対の探索が必要である。【００２１】
そこで、初期のリンク確立のためのトレーニングにおいて、複数の通信に利用可能な伝搬路に対応したアンテナ設定対を予め取得、備蓄しておき、遮蔽物等により通信の途絶や通信品質の劣化が起こった際には、備蓄しておいた予備のアンテナ設定対の中から新たにアンテナ設定対を選択し、通信を再開する方法が有効になる。これにより、通信途絶時間を短くすることができる。例えば、本願の発明者等は、上述の複数の通信に利用可能な伝搬路に対応したアンテナ設定対の取得及び備蓄を、高速且つ高精度に行う無線通信システムの制御方法を過去の日本特許出願にて提案している（特願２００８−２４０１５６号：２００８年９月１９日出願）。【００２２】
さらに、本願の発明者等は、トレーニングによって複数の通信に利用可能な伝搬路に対応したアンテナ設定対を予め取得、備蓄しようとする場合、伝搬環境やアンテナの特性によっては、アンテナのサイドローブが障害となるおそれがあることを見出した。本願の発明者等は、この問題の解決手段を具備した無線通信システムの制御方法についても過去の日本特許出願にて提案している（特願２００８−２８２６９７号：２００８年１１月４日出願）。この方法は、サイドローブにより誘起される可能性のある２つの問題（一部のアンテナ設定対の取得の困難化、サイドローブ起因のアンテナ設定対の出現）に対し有効であるが、伝搬環境やアンテナ特性によっては後者のみが問題となる場合がある。そのような場合には、後者の問題にのみ有効な、より簡易で高速な方法を採ることが効率的となる。あるいは２つの問題が共存する場合にも、高速性を重視し、後者の問題にのみ対応するということも有り得る。【００２３】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、ビームフォーミングを行って無線通信を行う場合に、トレーニングによって複数の通信に利用可能な伝搬路に対応したアンテナ設定対を予め取得、備蓄しようとする際、アンテナのサイドローブの悪影響の一つ（サイドローブ起因のアンテナ設定対の出現）を簡易な方法で回避することを目的とする。なお、本発明が課題とするサイドローブ起因のアンテナ設定対の出現については、実施の形態において詳しく説明する。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の第１の態様にかかる方法は、第1及び第２の通信機を含む無線通信システムの制御方法である。ここで、前記第１の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第１の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第１の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成されている。また、前記第２の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第２の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第２の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成されている。本態様にかかる方法は、以下のステップ（ａ）〜（ｆ）を含む。
（ａ）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナの前記アンテナ設定の全ての組み合わせ、もしくはその一部に関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信すること、
（ｂ）：前記ステップ（ａ）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナの前記アンテナ設定の全ての組み合わせ、もしくはその一部に関し、前記第２の受信アンテナの通信品質の関係を記述したデータ列を取得すること、
（ｃ）：前記データ列において、前記アンテナ設定の組み合わせを通信品質が良好な順に整列すること、
（ｄ）：前記整列を行ったデータ列において、一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせに関し、前記データ列の更新を行うこと、
（ｅ）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ）乃至（ｄ）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せについて行うことにより、同様のデータ列を取得すること、
（ｆ）：前記（ｄ）及び（ｅ）において得られたデータ列に記述された前記第１の送信アンテナ設定と前記第２の受信アンテナ設定の組合せ、及び前記第１の受信アンテナ設定と前記第２の送信アンテナ設定の組合せ、あるいはその一部を、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用すること。【００２５】
本発明の第２の態様は、第１及び第２の通信機を含む無線通信システムに関する。前記第１の通信機は、第１の送信アンテナから無線信号を送信でき、第１の受信アンテナによって無線信号を受信できるよう構成されている。前記第２の通信機は、第２の送信アンテナから無線信号を送信でき、第２の受信アンテナによって無線信号を受信できるよう構成されている。また、前記第１及び第２の通信機は、無線通信に利用する送信及び受信アンテナ設定候補の決定処理を協調して行うよう構成されている。当該決定処理は、以下の処理（ａ）〜（ｆ）を含む。
（ａ）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナの前記アンテナ設定の全ての組み合わせ、もしくはその一部に関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信すること、
（ｂ）：前記ステップ（ａ）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナの前記アンテナ設定の全ての組み合わせ、もしくはその一部に関し、前記第２の受信アンテナの通信品質の関係を記述したデータ列を取得すること、
（ｃ）：前記データ列において、前記アンテナ設定の組み合わせを通信品質が良好な順に整列すること、
（ｄ）：前記整列を行ったデータ列において、一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせに関し、前記データ列の更新を行うこと、
（ｅ）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ）乃至（ｄ）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せについて行うことにより、同様のデータ列を取得すること、
（ｆ）：前記（ｄ）及び（ｅ）において得られたデータ列に記述された前記第１の送信アンテナ設定と前記第２の受信アンテナ設定の組合せ、及び前記第１の受信アンテナ設定と前記第２の送信アンテナ設定の組合せ、あるいはその一部を、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用すること。【００２６】
本発明の第３の態様は、相手装置との間で無線通信を行う無線通信装置に関する。当該無線通信装置は、送信アンテナ設定制御部、受信アンテナ設定制御部、及び処理部を含む。前記送信アンテナ設定制御部は、送信アンテナ設定を変更することによって第１の送信アンテナの送信ビーム方向を制御する。前記受信アンテナ設定制御部は、受信アンテナ設定を変更することによって第１の受信アンテナの受信ビーム方向を制御する。前記処理部は、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と相手装置が備える第２の受信アンテナのアンテナ設定の組合せ、及び前記第１の受信アンテナと前記相手装置が備える第２の送信アンテナのアンテナ設定の組合せの優先順位の決定処理を前記相手装置と協調して行う。ここで、前記決定処理は、以下の処理（ａ）〜（ｅ）を含む。
（ａ）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せに関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信すること、
（ｂ）：前記（ａ）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記少なくとも一部の組合せに関し、前記第２の受信アンテナの通信品質を取得すること、
（ｃ）：前記通信品質が良好なアンテナ設定の組合せの優先順位が相対的に高く、かつ、前記第１の送信アンテナ及び前記第２の受信アンテナのうち一方のアンテナのアンテナ設定が同一であるアンテナ設定の組合せ間では前記通信品質が第２位以降の優先順位が相対的に低くなるように、前記少なくとも一部の組合せに含まれる組合せ間での優先順位を決定すること、
（ｄ）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）を、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定と前記第１の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せについて行うことにより、同様の優先順位を取得すること、及び
（ｅ）：前記（ｃ）及び（ｄ）において得られた優先順位に基づいて、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用するアンテナ設定の組合せを決定すること。
【発明の効果】
【００２７】
上述した本発明の各態様によれば、ビームフォーミングを行って無線通信を行う場合に、トレーニングによって複数の通信に利用可能な伝搬路に対応したアンテナ設定対を予め取得、備蓄しようとする際、アンテナのサイドローブの悪影響の一つ（サイドローブ起因のアンテナ設定対の出現）を簡易な方法で回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線制御手順において無線通信を行うまでの通信機の動作を示したシーケンス図である。
【図２】本発明を適用可能な、ビームフォーミングで用いる装置構成の一例を示した図である。
【図３】２つの通信機で構成された無線通信システムを説明するための概略図である。
【図４】本発明を適用可能な、ビームフォーミングで用いる装置構成の一例を示した図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る無線制御手順における遷移を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る無線制御手順における遷移を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る無線制御手順における遷移を示す図である。
【図８】本発明が適用される伝搬環境の一例を示す平面図である。
【図９】本発明が適用される伝搬環境の一例を示す平面図である。
【図１０】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定対を通信品質順に並べたデータ列の一例を示した表である。
【図１１】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定対リストの一例を示した表である。
【図１２】フェーズドアレイアンテナ等における主ビームとサイドローブを説明するための概念図である。
【図１３Ａ】一方の通信機のアンテナの主ビームから放射された信号を、他方の通信機のアンテナの主ビームで受信する場合を示した模式図である。
【図１３Ｂ】一方の通信機のアンテナの主ビームから放射された信号を、他方の通信機のアンテナのサイドローブで受信する場合を示した模式図である。
【図１４】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定対を通信品質順に並べたデータ列の一例を示した表である。
【図１５】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定対リストの一例を示した表である。
【図１６】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定対リストの一例を示した表である。
【図１７】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定対リストの一例を示した表である。
【図１８】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定対リストの一例を示した表である。
【図１９Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る無線制御手順において無線通信を行うまでの通信機の動作を示したシーケンス図である。
【図１９Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る無線制御手順において無線通信を行うまでの通信機の動作を示したシーケンス図である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態に係る無線制御手順において、無線通信の遮蔽があった場合の通信機の動作を示したシーケンス図である。
【図２１Ａ】本発明の第４の実施の形態に係る無線制御手順において、通信機の動作を部分的に示したシーケンス図である。
【図２１Ｂ】本発明の第４の実施の形態に係る無線制御手順において、通信機の動作を部分的に示したシーケンス図である。
【図２２】本発明が適用される伝搬環境の一例を示す平面図である。
【図２３】本発明が適用される伝搬環境の一例を示す平面図である。
【図２４】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定と受信電力の関係を記述したデータ列の一例を示した表である。
【図２５】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定、ビーム方向、通信品質の間の関係を記述したデータ列の一例を示した表である。
【図２６】本発明の制御手順の過程において取得する、ビーム方向と通信品質の関係を示したグラフの一例である。
【図２７】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定候補の一例を示した表である。
【図２８】本発明の制御手順の過程において取得する、ビーム方向と通信品質の関係を示したグラフの一例である。
【図２９】本発明の制御手順の過程において取得する、アンテナ設定候補の一例を示した表である。
【図３０Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る無線制御手順において、無線信号の局所的な反射に起因して伝搬路ができた場合の電波伝搬の様子を説明する図である（遮蔽のない場合）。
【図３０Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る無線制御手順において、無線信号の局所的な反射に起因して伝搬路ができた場合の電波伝搬の様子を説明する図である（人体による遮蔽がおきた場合）。
【図３１】広角アンテナを用いたシステムの構成を示す図である。
【図３２】広角アンテナを用いたシステムの室内における遅延プロファイルの例である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
本実施の形態にかかる無線通信システムは、ビームフォーミングのための指向性制御アンテナを有する送受信機４００及び５００を含む。送受信機４００及び５００が有する指向性制御アンテナの指向性制御機構は特に限定されない。例えば、送受信機４００及び５００が有する指向性制御アンテナは、フェーズドアレイアンテナ、セクタ切替アンテナ、又は機械式可動アンテナとしてもよい。
【００３１】
図２に、指向性制御アンテナとしてフェーズドアレイアンテナを有する送受信機４００の構成の一例を示す（動作の説明に不要な回路を除く）。Ｍ個の送信放射素子、Ｎ個の受信放射素子、それぞれがアンテナアレイを構成する。送信機４０１には、送信回路４０３があり、外部からデータが入力される。送信回路４０３の出力はＭ分岐され、アンテナ設定回路４０４に入力される。フェーズドアレイアンテナの場合、アンテナ設定回路４０４は、ＡＷＶ（アレイ重みベクトル）制御回路４０４−１〜Ｍから構成される。ここで各々の信号は、その振幅および位相もしくは何れか一方が変えられ、最終的には放射素子４０５−１〜Ｍからなる送信アンテナアレイを通して出力される。ＡＷＶ制御回路４０４−１〜Ｍは、例えばアナログ移相器と可変利得増幅器の直列接続により実現でき、この場合には信号の振幅及び位相の双方が連続的に制御される。またＡＷＶ制御回路４０４−１〜Ｍをデジタル移相器で実現した場合には、信号の位相のみが離散的に制御されることになる。
【００３２】
また処理・演算回路４０６は、制御回路４０７を通して、アンテナ設定回路４０４の設定を指示する。各信号に与えられる振幅および位相もしくは何れか一方の変化によって、送信機から発射されるビームの方向、幅などを制御することが可能となる。
【００３３】
一方、受信機４０２では送信機４０１と逆の構成がとられている。放射素子４１１−１〜Ｎからなる受信アンテナアレイによって受信された信号は、ＡＷＶ制御回路４１０−１〜Ｎで振幅および位相もしくは何れか一方が調整されてから合成され、受信回路４０９を経て、外部にデータが出力される。送信機４０１と同様に、処理・演算回路４０６によって、各ＡＷＶ制御回路４１０−１〜Ｎの振幅および位相もしくは何れか一方が制御される。
【００３４】
図３は、図２に示した構成の送受信機２つ（４００及び５００）で構成された無線通信システムの概念図である。送受信機５００の送信放射素子はＫ個、受信放射素子はＬ個としてある。
【００３５】
図２及び図３では、指向性制御アンテナとして、フェーズドアレイアンテナを搭載した通信機の構成例を示したが、指向性制御アンテナとして別の種類のアンテナを搭載した通信機も知られている。図４は、指向性制御アンテナとしてセクタ切替アンテナを搭載した送受信機４００の構成例である。この場合、送信放射素子４１５−１〜Ｍ、受信放射素子４１７−１〜Ｎとして強い指向性を有する素子が使用され、それぞれの放射素子が異なる方向を向くように配置される。アンテナ設定回路４１４、４１６は、通常、スイッチ素子４１４−１〜Ｍ、４１６−１〜Ｎで構成される。スイッチをオンにした放射素子の放射方向にビームが形成される。従って、アンテナ設定回路４１４、４１６によりアンテナ設定を変更することによってビーム方向の制御が可能となる。他の部分の回路の動作は、図２の場合と同様である。
【００３６】
本実施の形態にかかる無線通信システムにおける無線制御手順の全体像を、図５に示した遷移図を用いて説明する。図５に示すＳ１２において、送受信機４００及び送受信機５００は、これらに設けられたアンテナ設定回路４０４、４１０、５０４、５１０を最適化するためのトレーニングを行う。Ｓ１３では、処理・演算回路４０６若しくは５０６又はこれら２つの回路が協同して、Ｓ１２におけるトレーニング結果に基づき、複数のアンテナ設定対候補（アンテナ設定対リスト）を決定・取得する。Ｓ１２及びＳ１３における複数のアンテナ設定対候補の決定方法については後述する。得られた複数のアンテナ設定対候補は、記憶回路４０８及び５０８若しくは何れか一方にデータ列として記憶される。
【００３７】
なお、上述したように、アンテナ設定対とは、送信アンテナに対するアンテナ設定と受信アンテナに対するアンテナ設定の組み合わせを意味する。また、アンテナ設定とは、送信アンテナ又は受信アンテナの指向性パターン（ビーム方向、ビームパターン）を規定する設定情報であればよい。例えば図２に示したように、指向性制御アンテナがフェーズドアレイアンテナである場合、アンテナ設定は、ＡＷＶとすればよい。また、例えば図４に示したように、指向性制御アンテナがセクタ切替アンテナである場合、アンテナ設定は、スイッチ素子４１４−１〜Ｍ等のＯＮ／ＯＦＦ設定とすればよい。また、例えば、アンテナ設定は、予め特定の指向性と対応付けられた識別番号でもよいし、指向性を決定するＡＷＶのようなアンテナ設定値そのものでもよい。
【００３８】
Ｓ１４では、Ｓ１３で取得した複数のアンテナ設定対候補の中から、サイドローブに起因したアンテナ設定対を判別する。Ｓ１４におけるサイドローブに起因したアンテナ設定対の判別方法については後述する。続いてＳ１５では、Ｓ１４における判別結果を用いて、アンテナ設定対リストの更新を行う。更新とは、サイドローブに起因したアンテナ設定対をアンテナ設定対リストから除外したり、あるいは、アンテナ設定対リスト内での優先順位を下げたりすることを指す。
【００３９】
Ｓ１６では、Ｓ１５で更新したアンテナ設定対リストに含まれる複数のアンテナ設定対候補の中から１つを選択し、Ｓ１７において通信を開始する。Ｓ１６におけるアンテナ設定対の選択の仕方についても後述する。通信継続中においては、送受信機４００及び５００は、通信状態をモニタする。例えば送受信機５００を受信動作させた場合には、受信回路５０９又は処理・演算回路５０６において通信品質を計測することにより行えばよい。通信品質としては、例えば、受信レベル、信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）、ビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）、パケット誤り率（ＰＥＲ：Packet Error Rate）、フレーム誤り率（ＦＥＲ：Frame Error Rate）などを測定すればよい。一方、このとき送信機として動作させた送受信機４００における通信状態のモニタは、送受信機５００からの通信品質劣化警報の受信状況、受信確認応答（ＡＣＫ）の受信状況を計測することにより行えばよい。なお、通信状態のモニタの具体的手法には、公知の一般的な手法を採用すればよいため、本実施形態における詳細な説明は省略する。
【００４０】
通信継続中に通信途絶などの通信品質の劣化が検出された場合、送受信機４００及び５００は、記憶回路４０８及び５０８若しくは何れか一方に記録されたデータ列（アンテナ設定対リスト）の中から別のアンテナ設定対を選択する（Ｓ１８）。
【００４１】
Ｓ１９では、新たに選択されたアンテナ設定対を用いた通信の品質が良好であるか否かを判定する。通信品質の良否は、例えば送受信機５００を受信動作させた場合には、受信回路５０９又は処理・演算回路５０６において、受信レベル、ＳＮＲ等を計測することによって判定すればよい。Ｓ１９にて通信品質が良好であると判定された場合、送受信機４００及び５００は通信状態（Ｓ１７）に復帰する。一方、Ｓ１９にて通信品質が不十分であると判定された場合、送受信機４００及び５００はＳ１８に遷移してアンテナ設定対の再選択を行う。
【００４２】
なお、Ｓ１７からＳ１８に遷移した際に、Ｓ１５にて更新したアンテナ設定対リストに含まれるアンテナ設定対の全て、もしくはその一部について通信品質確認を行い、その結果通信品質の良好であったアンテナ設定対を用いて通信を再開するような形としてもよい。
【００４３】
記憶回路４０８及び５０８に記録されたアンテナ設定対の中から、通信状態が良好なものが見つからない場合には、トレーニング（Ｓ１２）に戻ってやり直しを行う。
【００４４】
図１は、図５の遷移図を用いて説明した各手順における各通信機の動作を簡潔に記した簡略シーケンス図である。簡単化のため、図１においては、図５における通信品質確認（Ｓ１９）に相当する工程は省略してある。通信品質確認（Ｓ１９）を含む通信品質劣化時の動作については後で詳しく説明する。以下では、図１の簡略シーケンス図と図３の無線通信システムの構成図を連動させて、手順及び動作の説明を行う。なお簡単化のため、図１では送受信機４００を"通信機１"、送受信機５００を"通信機２"と表記した。
【００４５】
一例として、図８及び図９に示すような伝搬環境を考える。図８は通信機１から通信機２に向かってトレーニング信号が伝搬する場合を、図９はその逆の場合を示している。この例では、通信機１及び通信機２並びに反射体６２は、壁６１に囲まれた室内（２次元）に設置されている。通信機１と通信機２の間で通信に使用可能な伝搬路が、１〜５で示した５経路存在するものとする。
【００４６】
図１のステップＳ１０２−１及びＳ１０２−２は、通信機１（送受信機４００）の送信アンテナと通信機２（送受信機５００）の受信アンテナのアンテナ設定対、及び、通信機１の受信アンテナと通信機２の送信アンテナのアンテナ設定対を、それぞれ複数決定するためのトレーニングである。
【００４７】
ここでは先ず、通信機１の送信アンテナのアンテナ設定候補と通信機２の受信アンテナのアンテナ設定候補の間の複数組の組み合わせについて、通信品質の試験を行う。このとき、通信機１の記憶回路４０８、処理演算回路４０６、制御回路４０７、アンテナ設定回路４０４は、互いに連動することによって、送信アンテナ（例えばアンテナアレイ４０５−１〜Ｍ）のアンテナ設定を変更する。これにより、通信機１は、送信アンテナアレイ４０５−１〜Ｍの主ビーム方向を順次変更する。その状態で、さらに送信回路４０３も連動する。これにより、通信機１は、送信主ビーム方向を順次変更しながらトレーニング信号を送信する。
【００４８】
同様に、通信機２の記憶回路５０８、処理演算回路５０６、制御回路５１３、アンテナ設定回路５１０は、互いに連動することによって、受信アンテナ（例えばアンテナアレイ５１１−１〜Ｌ）のアンテナ設定を変更する。これにより、通信機２は、受信アンテナアレイ５１１−１〜Ｌの主ビーム方向を順次変更する。その状態で、さらに受信回路５０９も連動する。これにより、通信機２は、受信主ビーム方向を順次変更しながらトレーニング信号を受信する。
【００４９】
通常、通信機１の送信アンテナの主ビーム方向と通信機２の受信アンテナの主ビーム方向が、通信機間に存在する複数の伝搬路方向の１つと良く一致した場合に、送受信機４００から放射されたトレーニング信号は伝搬路を経て送受信機５００へと到来し、良い通信品質が得られる。また、より経路損失の小さい伝搬経路に対応するアンテナ設定対の場合に、より良い通信品質が得られることが期待される。
【００５０】
続いて、通信機１と通信機２の役割を交替して同様の処理を実行する。すなわち、通信機１の受信アンテナのアンテナ設定候補と通信機２の送信アンテナのアンテナ設定候補の間の複数組の組み合わせについて、通信品質の試験を行う。手順は上記と同様であるので、説明を省略する。以上で、Ｓ１０２のトレーニング工程が終了する。以下では、Ｓ１０２のトレーニング結果を用いてアンテナ設定対リストの作成を行う工程（Ｓ１０３）について説明する。
【００５１】
以上の説明においては、４つのアンテナ（通信機１、通信機２それぞれの送信及び受信アンテナ）それぞれの複数のアンテナ設定候補の選択方法については特に限定していない。ここでは一例として、予め通信機１の送信アンテナと通信機２の受信アンテナに、それぞれ３２個のアンテナ設定候補を選択しておく方法について述べる。各アンテナ設定に対して、アンテナ設定識別番号（ＩＤ）０〜３１を付与して区別するものとする。３２個のアンテナ設定候補は、例えば、通信機がカバーすべき角度範囲に、主ビーム方向が等角度間隔で配置されるようなものを選べばよい。ここで、予めとは、ビームフォーミングのトレーニングが開始される前に、従って伝搬環境に依存せずに選択するという意味である。ビームフォーミングトレーニング中に、伝搬環境に応じてアンテナ設定候補を選択する別の例についても、後の実施の形態で述べる。また以降の説明では、通信機１の送信アンテナと通信機２の受信アンテナの間のトレーニングについてのみ述べる。すなわち、通信機１の受信アンテナと通信機２の送信アンテナの間のトレーニングについては同様であるので、説明を省略する。
【００５２】
Ｓ１０２のトレーニングにおける受信信号特性を使えば、通信機１の送信アンテナと通信機２の受信アンテナそれぞれの３２個のアンテナ設定候補どうしの全ての組み合わせ（ここでは１０２４組）について通信品質が得られる。アンテナ設定候補の組み合わせ（アンテナ設定対）を通信品質の良好な順に並べれば例えば図１０のような表が得られる。ここで通信品質としては、例えば、受信レベル、信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ）、ビット誤り率（ＢＥＲ）などの指標を用いればよい。
【００５３】
ここで、通信品質に適当な閾値を設け、その閾値を下回るアンテナ設定対についてはリストから除外するとよい。図１０において通信品質順位が６位以降のアンテナ設定対が閾値を下回る場合、アンテナ設定対リストは図１１のようになる。あるいは、アンテナ設定対リストに備蓄する設定対の数を予め決めておき、備蓄上限数を超えた通信品質順位の設定対をリストから除外するようにしてもよい。あるいは、通信品質閾値と備蓄上限数の両方を決めておき、通信品質閾値を上回るアンテナ設定対の数が備蓄上限数を超えた場合に、備蓄上限数以降の設定対を除外するようにしてもよい。勿論、場合によっては、アンテナ設定対の除外を行わず、図１０そのものをアンテナ設定対リストとしてもよい。これらの処理は、処理・演算回路４０６、５０６で行えばよい。作成したアンテナ設定対リストは、記憶回路４０８、５０８へ格納すればよい。
【００５４】
上記の説明においては、通信品質が上位のアンテナ設定対から順にアンテナ設定対リストへ備蓄するとした。しかし、通信品質試験を行うアンテナ設定候補の主ビーム方向の間隔が小さい場合などには、一つの伝搬路の周辺の複数のアンテナ設定対が通信品質上位となり、リストへ加えられる可能性がある。そのようなアンテナ設定対は、遮蔽物などにより一つの伝搬路が遮断された場合、同時に使用できなくなる。従って、アンテナ設定対リストに備蓄するのは適切でない。このような場合には、アンテナ設定候補の主ビーム方向の情報を利用してピーク検出などを行うことにより、アンテナ設定対リストに備蓄する設定対を決定してやるとよい。これらの処理も、処理・演算回路４０６、５０６で行えばよい。
【００５５】
以上の説明において、各アンテナの主ビーム方向を変化させると述べた。しかし、現実のアンテナ、特にフェーズドアレイアンテナにおいては、主ビーム（主ローブ）の他にサイドローブと呼ばれる電界放射成分が存在する。その様子を、図１２に模式的に示した。
【００５６】
図１０及び図１１に付随した説明は、このサイドローブのレベルが主ローブに比較し十分小さいなどの理由で、その影響が現れない場合のものである。しかし比較的大きなサイドローブレベルを有するアンテナを使用した場合、図１３Ａ、図１３Ｂのような状況が起こりうる。すなわち、比較的大きなサイドローブレベルを有する通信機２の受信アンテナが、通信機１の送信アンテナから放射されて同一の経路を伝搬してきた信号を、あるアンテナ設定においては主ローブで受信し（図１３Ａ）、別のアンテナ設定においてはサイドローブで受信する（図１３Ｂ）。このような場合、サイドローブで受信した場合の通信品質が、より経路損失の大きい伝搬路に両方のアンテナの主ローブ方向が対応したアンテナ設定対の通信品質を上回る場合がある。特に、図１３Ａ、図１３Ｂに示した伝搬路が見通し伝搬路（ＬＯＳ：Line of Sight）であり、他の非見通し伝搬路（ＮＬＯＳ：Non-Line of Sight）との経路損失の差が大きい場合、アンテナのサイドローブレベルが主ローブレベルに比べ十分に小さくない場合、などにそのような現象が起こり易い。このときアンテナ設定対を通信品質順に整列した表は、例えば図１４のようになる。通信品質順位４位のアンテナ設定対が、サイドローブに起因した設定対である。通信品質閾値を基準にアンテナ設定対リストを作成すれば、図１５のようになる。あるいは、備蓄上限数を基準にアンテナ設定対リストを作成すれば、図１６のようになる。
【００５７】
図１５、図１６何れの場合にも、同一の伝搬路に対応した複数のアンテナ設定対がリストに備蓄されることになる。しかし、伝搬路自体は同一のため、一方の設定対が伝搬路の遮断等により使用不可となった時には、同時に他方の設定対も使用不可となる。これは、図５の遷移図において、Ｓ１８からＳ１９への遷移を一回分無駄にすることを意味し、処理時間の増大を招く。したがって、サイドローブ起因のアンテナ設定対はリストに備蓄しておくアンテナ設定対としての価値は低く、ビームフォーミング処理時間の観点から排除しておくことが望ましい。さらに、図１６のように備蓄上限数を基準にリストを作成する場合、本来備蓄されるべき設定対が除外される弊害も起こりうる。
【００５８】
工程Ｓ１０４では、以下に述べる手順によりサイドローブに起因したアンテナ設定対の識別を行う。サイドローブの影響が現れない場合のアンテナ設定対リスト（図１１）のアンテナ設定識別番号を見ると、それぞれのアンテナにおいて同じ識別番号は含まれていない。一方、サイドローブの影響が現れた場合のアンテナ設定対リスト（図１５、図１６）においては、サイドローブで送又は受信を行ったアンテナ（この場合は通信機２の受信アンテナ）とは逆側の通信機のアンテナ（この場合は通信機１の送信アンテナ）の識別番号に同一のものが含まれる。この同一の識別番号を含む複数のアンテナ設定対のうち、通信品質順位が最高位でないものは、サイドローブ起因のアンテナ設定対であると識別できる。これらの処理は、処理・演算回路４０６、５０６で行えばよい。
【００５９】
続く工程Ｓ１０５では、Ｓ１０４における識別結果に基づき、アンテナ設定対リストの更新を行う。通信品質閾値を基準に作成した図１５のアンテナ設定対リストの場合、例えば、サイドローブ起因と識別した設定対をリストから除外し、図１７のように更新すればよい。もしくは、サイドローブ起因と識別した設定対の優先順位を下げ、図１８のように更新してもよい。備蓄上限数を基準に作成した図１６のアンテナ設定対リストの場合には、前述のように本来備蓄されるべき設定対が除外されている場合もある。そこで、図１４のアンテナ設定対を通信品質順に整列した表を再度読み出し、その表において、サイドローブ起因設定対の除外、もしくは優先順位の調整を行った後、備蓄上限数の設定対で構成されたリストを作成すればよい。これらの処理は、処理・演算回路４０６、５０６で行えばよい。更新したアンテナ設定対リストは、記憶回路４０８、５０８へ格納すればよい。
【００６０】
続いて通信機１及び通信機２は、Ｓ１０５で更新したアンテナ設定対リストから一つのアンテナ設定対を選択し、これをアンテナ設定回路４０４、４１０、５１０、５０４に設定し（Ｓ１０６）、通信を開始する（Ｓ１０７）。アンテナ設定対の選択は、通常最も通信品質の良好であったものを選択するようにすればよい。
【００６１】
選択した順位のアンテナ設定対での通信が劣化し、Ｓ１０８、Ｓ１０９においてこれを検知した場合、通信機１及び通信機２は、記憶装置４０８及び５０８に格納されたアンテナ設定対の中から別の設定対を選択し、通信を再開する（Ｓ１１１）。以上の処理においては、アンテナ設定対の選択は、例えばアンテナ設定対の格納順、すなわち通信品質の順に行うとよい。なお、図１に示したＳ１０８〜Ｓ１０９は、通信機１が送信状態、通信機２が受信状態のときに通信品質の劣化が起こった場合について示している。逆に、通信機１が受信状態、通信機２が送信状態のときに通信品質の劣化が起こった場合は、通信機１と通信機２の役割を入替え、同様の処理を行えばよい。
【００６２】
続いて、図１の簡略化したシーケンス図を用いて説明した動作を、より詳細に説明する。図１９Ａ及びＢは、図１の簡略化したシーケンス図におけるトレーニング開始（Ｓ１０１）から通信開始（Ｓ１０７）までの手順をより詳細に示したシーケンス図である。以下では、図１において簡略化した部分について動作を説明する。
【００６３】
Ｓ６０２〜Ｓ６１３の工程は、図１におけるＳ１０２、及びＳ１０３の工程の手順の一例を詳細に示したものである。
【００６４】
先ずＳ６０２〜Ｓ６０６の工程では、通信機１の送信アンテナのアンテナ設定候補と通信機２の受信アンテナのアンテナ設定候補の間の複数組の組み合わせについて総当りで、トレーニング（通信品質試験）を行う。通信機１は、送信アンテナ設定候補のうち１つ目のアンテナ設定とし（Ｓ６０２−１）、トレーニング信号を送出する（Ｓ６０４−１）。通信機２は、受信アンテナ設定を設定候補に順次設定しながら（Ｓ６０３−２）、全てのアンテナ設定候補での信号受信が完了するまで（Ｓ６０５−２）、トレーニング信号の受信を繰り返す（Ｓ６０４−２）。以上の手順を、通信機１の全ての送信アンテナ設定候補について終了するまで繰り返す（Ｓ６０６−１）。通信機２は、Ｓ６０４−２における受信結果に基づき、通信機１の送信アンテナと通信機２の受信アンテナに関するアンテナ設定対リストの作成を行う（Ｓ６０７−２）。
【００６５】
続いてＳ６０８〜Ｓ６１２の工程では、通信機２の送信アンテナのアンテナ設定候補と通信機１の受信アンテナのアンテナ設定候補の間の複数組の組み合わせについて総当りで、トレーニング（通信品質試験）を行う。この工程は、上記のＳ６０２〜Ｓ６０６の工程において、通信機１と通信機２の役割を入れ替えたものと同様の動作であるので、説明は省略する。通信機１は、Ｓ６１０−１における受信結果に基づき、通信機２の送信アンテナと通信機１の受信アンテナに関するアンテナ設定対リストの作成を行う（Ｓ６１３−１）。
【００６６】
なお、Ｓ６０７−２及びＳ６１３−１におけるアンテナ設定対リスト作成の際に、ピーク検出のような処理を行う場合には、Ｓ６０４−１及びＳ６１０−２におけるトレーニング信号送信の際に、送信ビーム方向の情報をトレーニング信号に付加して送付するとよい。あるいは、別途送信ビーム方向の情報を送付するためのフレームを用意し送付するようにしてもよい。
【００６７】
また、通信機間でアンテナ設定候補どうしの総当りのトレーニングを行うには、例えば他方の通信機のアンテナ設定候補の数の情報を取得しておくとよい。図１９Ａ及びＢには明示していないが、例えばＳ６０１とＳ６０２の間で、そのような情報の授受を行うとよい。
【００６８】
次にＳ６１４の工程では、上述した方法によりサイドローブに起因したアンテナ設定対の判別を行う。この例では、通信機１の送信アンテナと通信機２の受信アンテナに関するサイドローブ起因アンテナ設定対の判別は通信機２で（Ｓ６１４−２）、通信機２の送信アンテナと通信機１の受信アンテナに関するサイドローブ起因アンテナ設定対の判別は通信機１で（Ｓ６１４−１）行う。
【００６９】
続くＳ６１５の工程では、Ｓ６１４におけるサイドローブ起因アンテナ設定対の判別結果を反映して、アンテナ設定対リストの更新を行う。アンテナ設定対リストの更新とは、サイドローブ起因アンテナ設定対をアンテナ設定対リストから削除する、あるいは、サイドローブ起因アンテナ設定対のアンテナ設定対リスト中における優先順位を下げる、などの処置を指す。Ｓ６１４と同様、この例では、通信機１の送信アンテナと通信機２の受信アンテナに関するアンテナ設定対リストの更新は通信機２で（Ｓ６１５−２）、通信機２の送信アンテナと通信機１の受信アンテナに関するアンテナ設定対リストの更新は通信機１で（Ｓ６１５−１）行う。
【００７０】
続く工程Ｓ６１６及びＳ６１７では、Ｓ６１５において更新したアンテナ設定対リストの送受を行う。Ｓ６１６においては、通信機２の送信アンテナと通信機１の受信アンテナに関するアンテナ設定対リストを通信機１から通信機２へ送付する。逆に、Ｓ６１７においては、通信機１の送信アンテナと通信機２の受信アンテナに関するアンテナ設定対リストを通信機２から通信機１へ送付する。
【００７１】
Ｓ６１８では、続いて行う通信で使用するアンテナ設定対番号を双方の通信機間で共有する。この例では、通信機１から通信機２へアンテナ設定対番号を送付する。ここで、アンテナ設定対番号とは、アンテナ設定対リストに含まれる各アンテナ設定対を識別できるものならなんでもよく、例えば、図１７や図１８における通信品質順位の番号を使用すればよい。あるいは、アンテナ設定対番号ではなく、アンテナ設定識別番号そのものを送付してもよい。Ｓ６１９では、Ｓ６１８において共有化されたアンテナ設定対番号に従い、アンテナ設定を行い、Ｓ６２０で通信を開始する。
【００７２】
次に、図１のＳ１０７〜Ｓ１１１に記した通信の遮断等の通信品質の劣化が発生した場合の動作について、図２０を用いて説明する。図２０は、図５のＳ１７〜Ｓ１９までの遷移過程における送受信機４００及び５００の動作を示すシーケンス図である。また以下では、送受信機４００（図２０の通信機１）が送信動作、送受信機５００（図２０の通信機２）が受信動作している場合について説明する。
【００７３】
通信の遮断等の障害が発生した場合、受信動作中の送受信機５００は、通信品質の劣化があったことを検知し（Ｓ７０２−２）、送受信機４００に通知する（Ｓ７０３−２）。送信動作中の送受信機４００は、通信品質の劣化通知を送受信機５００から受領するか、データ受信の成功時に送受信機５００側から通常の通信で送られてくるＡＣＫ信号が受信されないことによって、通信の遮断（もしくは通信状態の悪化）があったと認識する。このとき、送受信機４００及び５００は、それぞれが有するデータベース（アンテナ設定対リスト）から、それぞれ次候補のアンテナ設定を取得する（Ｓ７０４−１、２）。
【００７４】
ステップＳ７０５−１では、送受信機４００が、次候補のアンテナ設定をアンテナ設定回路４０４に設定する。同様に、ステップＳ７０５−２では、送受信機５００が、次候補のアンテナ設定をアンテナ設定回路５１０に設定する。この後、送受信機４００及び５００は、通信を再開する（Ｓ７０６−１、２）。通信再開後、送受信機５００は通信品質を確認し（Ｓ７０７−２）、良好であれば通信を継続し、良好でなければアンテナ設定の変更通知を送出する（Ｓ７０８−２）。送受信機４００は、アンテナ設定の変更通知を受領した場合又は送受信機５００からＡＣＫ信号が受信できない場合（Ｓ７０９−１）を除き、そのまま通信を継続する。もしそうでなければ、送受信機４００及び５００は、次のアンテナ設定対候補がある限り、次候補での通信を試みる（Ｓ７１０−１、２）。もし、記憶回路４０８及び５０８に記録された何れのアンテナ設定対候補でも通信品質の改善が得られず、次候補が無くなった場合、送受信機４００及び５００は、トレーニングに戻る。
【００７５】
本実施の形態で述べた手順は、一例に過ぎない。例えば、各工程の順序、各種処理・演算を行う通信機、並びに送受する情報の内容などには自由度があり、これらのうちいずれかが異なる場合でも本実施の形態及び本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００７６】
本実施の形態によれば、ビームフォーミングを行って無線通信を行う場合に、トレーニングによって複数の通信に利用可能な伝搬路に対応したアンテナ設定対を予め取得、備蓄しようとする際、アンテナのサイドローブの悪影響の一つ（サイドローブ起因のアンテナ設定対の出現）を簡易な方法で回避することが可能になる。本実施の形態におけるサイドローブ起因のアンテナ設定対の識別は、トレーニング信号の送付を伴わずに実行可能であるため、トレーニング時間の大きな増加を伴わずにアンテナ設定対リストの改善が可能になる。
【００７７】
以下に、この方法が屋内のミリ波、あるいは直進性が高くなる概ね１０ＧＨｚ以上のマイクロ波で有効である理由について補足的に説明する。無線通信に供することのできる伝搬路は限られている。つまり、直接波と、壁、窓、什器などの特定の物体からの反射波である。したがって、各伝搬路の放射すべき角度、あるいは受信すべき角度は、それぞれの波（信号）によって大きく異なっている。一方、例えば２．４ＧＨｚのマイクロ波帯のような直進性の低い伝搬路を使用する場合は、多重散乱や回折による効果を考慮する必要があるため、通常は指向性のあるアンテナは用いられない。このため、概ね１０ＧＨｚ以上のマイクロ波通信及びミリ波通信と２．４ＧＨｚ程度のマイクロ波通信とでは、状況が異なる。なお、２．４ＧＨｚのマイクロ波通信の分野でも、干渉を除去することを目的として、指向性のある適応アンテナの開発例がある。しかしながら、適応型の指向性アンテナを使用する場合でも、２．４ＧＨｚ帯では回折の効果が期待できるため、直接波の角度又はそれに近い角度で良好な通信品質を確保しやすい。
【００７８】
ミリ波帯におけるビームフォーミングを用いた屋内通信においては、次の性質を考慮する必要がある。前述の通り、直接波以外の反射波の数は限られている。また、特定の直接波または反射波が障害物（例えば人体）によって遮られた場合でも、遮蔽された特定の波と他の波とは無相関である。従って、本実施の形態で述べたように、ミリ波通信システムでは、最も通信状態の良いビーム方向で通信を行いながら、予備のビーム方向を確保することができる。一方、概ね１０ＧＨｚ未満の周波数の場合は、多重反射や回折の通信品質に対する寄与が大きい。よって、仮に指向性のあるアンテナを用いたとしても、障害物の有無によって予備のビーム方向の伝搬状況も変化してしまう。つまり、障害物が存在しない場合には良好であった予備のビーム方向からの受信状態が、障害物の存在によって変動する可能性が高い。したがって、２．４ＧＨｚのマイクロ波通信などでは、本発明の効果を得ることが困難である。
【００７９】
また、ミリ波通信においては、局所的な反射による伝搬路ができることがある。その様子を図３０Ａ及びＢに示す。図３０Ａには、送受信機８１及び８２があり、ビームフォーミングでの伝搬路として直接波Ａ、局所的な反射波Ｂ、遠くの経路での反射波Ｃがあると仮定する。直接波Ａ、局所的な反射波Ｂは、例えば人体による遮蔽によって同時に遮断される可能性がある。この問題に対して特許文献１は、既に優先順位が付与されたビーム方向近傍のビーム方向には優先順位を付与しない、もしくはその優先順位を下げる技術を開示している。ここまでの説明では、アンテナ設定対に対して受信電力順（もしくは他の通信品質順）に優先順位を付与する例を示したが、この受信電力の基準に加えビーム候補（アンテナ設定候補）間の角度の関係を優先順位の付与において加味してもよい。本実施の形態においては、それぞれの通信機におけるビーム候補間の角度関係の情報が取得済みであるから、これが可能となる。
【００８０】
以上の説明においては、２つの通信機の間におけるビームフォーミング動作を説明した。このような動作は、しばしば３つ以上の通信機から構成される系において、そのうちの２つの通信機間で行われる。この系には、ピコネットコーディネータやアクセスポイントなどと呼ばれる特別な権限を与えられた通信機が通常存在する。３つ以上の通信機のうち、どの２つの通信機の間でビームフォ−ミング動作を行うかは、通常このピコネットコーディネータやアクセスポイントと呼ばれる通信機からの命令により決定すればよい。ピコネットコーディネータやアクセスポイントは、一般の通信機からの要求を受け、この命令を発すればよい。
【００８１】
また本実施の形態においては、２つの通信機の間で同様の処理を役割を入替えて実行する。このとき、どちらの通信機がどちらの役割を先に行うのかについても、例えば、ピコネットコーディネータやアクセスポイントと呼ばれる通信機からの命令で決定すればよい。
【００８２】
また、上記の説明においては、"通信機を受信動作させる"、"アンテナ設定を設定候補に順次設定する"といった表現を用いたが、これらの処理は、通常、送受信機４００及び５００の処理・演算回路４０６及び５０６などに予め組み込まれたプログラムに従い実行すればよい。
【００８３】
＜第２の実施の形態＞ 
本発明における第２の実施の形態を、図６に示した遷移図を用いて説明する。なお本実施の形態に係る無線通信システムの構成は、例えば図３に示したものと同様とすればよい。図６のＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ１６〜Ｓ１９の各状態とこれらの間での遷移条件は、第１の実施の形態で述べた図５の同一符号のものと同様である。このため、Ｓ１１〜Ｓ１３、Ｓ１６〜Ｓ１９に関する詳細な説明は省略する。
【００８４】
図５に示した第１の実施の形態においては、通信開始（Ｓ１７）前にサイドローブ起因アンテナ設定対の判別（Ｓ１４）、アンテナ設定対リストの更新（Ｓ１５）を行っていた。これに対し本実施の形態においては、通信継続中の状態（Ｓ１７）から遷移して、サイドローブ起因アンテナ設定対の判別（Ｓ２０）、アンテナ設定対リストの更新（Ｓ２１）を行う。Ｓ２０及びＳ２１の処理は、送受信データが存在しないアイドル期間に適宜実行するなどすればよい。通信の合間に処理を分割して行ってもよい。
【００８５】
本実施の形態においては、最高優先順位の（最も通信品質の良好であった）アンテナ設定対を用いて通信を開始し、通信のアイドル期間等を利用してサイドローブ起因アンテナ設定対の判別、及びアンテナ設定対リストの更新を行う。このため、通信開始までの時間を短縮することが可能になる。最高優先順位のアンテナ設定対は、サイドローブ起因である可能性がないので、このような方法を採用しても問題ない。
【００８６】
＜第３の実施の形態＞
本発明における第３の実施の形態を、図７に示した遷移図を用いて説明する。本実施の形態にかかる無線通信システムの構成は、例えば図３に示したものと同様とすればよい。また、図７のＳ１１〜Ｓ１９の各状態とこれらの間（Ｓ１８〜Ｓ１９間を除く）での遷移条件は、第１の実施の形態で述べた図５の同一符号のものと同様である。このため、Ｓ１１〜Ｓ１９に関する詳細な説明は省略する。
【００８７】
本実施の形態では、通信の途絶などの通信品質の劣化が発生した場合、アンテナ設定対リストに記録された次候補のアンテナ設定対を選択するとともに（Ｓ１８）、その状態で微調整を行う（Ｓ２２）。この微調整とは、時間をかけずに最適ビーム（アンテナ設定）を探索する方法を指す。具体的には、アンテナ設定を僅かに変更することでビーム方向を僅かに変化させ通信品質が良くなるように調整を行えばよい。また、特許文献４に記載された"Ｂｅａｍ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ"など簡略化されたビーム探索手順を適用してもよい。また、初期のトレーニングと同様の処理を、新たに選択したアンテナ設定対に対応するビーム方向の周囲で、初期トレーニングよりも角度分解能を上げて実施してもよい。
【００８８】
例えば、第１の実施の形態で詳細に述べたように、大きな受信電力に対応したアンテナ設定対から小さな受信電力に対応したアンテナ設定対に順に移っていく場合、徐々に受信電力が小さくなり、精度が悪くなっていく可能性がある。そこで、遮蔽があって受信電力が小さくなった状態で、例えば受信時の利得調整を行い、最適な状態で微調整を行うことにより、高精度で安定した伝送が可能なアンテナ設定対が見出せるという効果が得られる。
【００８９】
＜第４の実施の形態＞ 
本発明における第４の実施の形態を、図２１Ａ及びＢに示したシーケンス図を用いて説明する。本シーケンス図は、図１９Ａにおける開始（Ｓ６０１）とＡ及びＢの間に挿入されるべきものであり、図２１Ｂの工程終了後は、図１９ＡにおけるＡ及びＢ以降の工程を実行すればよい。
【００９０】
第１の実施の形態においては、４つのアンテナ（通信機１、通信機２それぞれの送信及び受信アンテナ）それぞれの複数のアンテナ設定候補を予め選択しておく方法について述べた。その場合のアンテナ設定候補は、例えば、通信機がカバーすべき角度範囲に、主ビーム方向が等角度間隔で配置されるようなものを選べばよい。ここで、予めとは、ビームフォーミングのトレーニングが開始される前に、従って伝搬環境に依存せずに選択するという意味である。しかし、通信に利用する角度範囲を十分な角度分解能でカバーしようとすると、通常多数の各アンテナのアンテナ設定候補が必要となる。この場合、多数の送信及び受信のアンテナ設定候補の全ての組み合わせについて通信品質試験を行う必要が生じ、トレーニング時間が膨大となる場合が発生する。これに対し本実施の形態では、ビームフォーミングトレーニング中に、伝搬環境に応じてアンテナ設定候補を選択する方法の一例を述べる。
【００９１】
Ｓ８０２〜Ｓ８０５の工程においては、通信機１の送信アンテナのアンテナ設定候補を伝播環境に応じて選択するための、トレーニング信号の送受を行う。先ず通信機２は、受信アンテナ設定を固定パターン用の値、ここではオムニもしくは擬似オムニパターン生成用の値に設定する（Ｓ８０２−２）。通信機１は、送信アンテナ設定を変更しながら（Ｓ８０３−１）、予め定められた全てのアンテナ設定での信号送信が完了するまで（Ｓ８０５−１）、トレーニング信号の送信を繰り返す（Ｓ８０４−１）。このとき各アンテナ設定に対応する識別番号、もしくはそれと同等のものを送信しておく。通信機２は、そのトレーニング信号、及びアンテナ設定識別番号を受信する（Ｓ８０４−２）。ここで、送信アンテナ設定を変更していく際には、通信機がカバーすべき角度範囲に、主ビーム方向が等角度間隔で配置されるようなものを選べばよい。
【００９２】
同様にＳ８０６〜Ｓ８０９の工程においては、通信機２の送信アンテナのアンテナ設定候補を選択するための、トレーニング信号の送受を行う。これは、上記のＳ８０２〜Ｓ８０５の工程において、通信機１と通信機２の役割を入れ替えたものと同様の動作であるので、説明は省略する。
【００９３】
Ｓ８１０〜Ｓ８１３の工程においては、通信機２の受信アンテナのアンテナ設定候補を伝播環境に応じて選択するための、トレーニング信号の送受を行う。先ず通信機１は、送信アンテナ設定を固定パターン用の値、ここではオムニもしくは擬似オムニパターン生成用の値に設定し（Ｓ８１０−１）、トレーニング信号を送出する（Ｓ８１２−１）。通信機２は、受信アンテナ設定を変更しながら（Ｓ８１１−２）、予め定められた全てのアンテナ設定での信号受信が完了するまで（Ｓ８１３−２）、トレーニング信号の受信を繰り返す（Ｓ８１２−２）。
【００９４】
同様にＳ８１４〜Ｓ８１７の工程においては、通信機１の受信アンテナのアンテナ設定候補を選択するための、トレーニング信号の送受を行う。この工程は、上記のＳ８１０〜Ｓ８１３の工程において、通信機１と通信機２の役割を入れ替えたものと同様の動作であるので、説明は省略する。
【００９５】
以上のＳ８０２〜Ｓ８１７のステップにおいて、４つのトレーニング信号の受信結果が得られた。続くＳ８１８及びＳ８１９では、これらの受信結果から、４つのアンテナ（通信機１、通信機２それぞれの送信アンテナ及び受信アンテナ）のアンテナ設定候補を決定する。以下、その具体的な手順を述べる。
【００９６】
先ず、Ｓ８１８−２において、Ｓ８０４−２におけるトレーニング信号の受信結果を用いて通信機１の送信アンテナのアンテナ設定候補を決定する手順を述べる。
【００９７】
Ｓ８０４−２におけるトレーニング信号の受信結果から、通信機１の送信アンテナのアンテナ設定（つまり、送信ビーム方向）と通信機２の受信アンテナにおける受信電力の関係を記述したデータ列を取得する。通信機１の送信アンテナのアンテナ設定は、Ｓ８０４−１におけるトレーニング信号の送信の際に、その情報要素に付加するなどして送信機１から送信機２へ送付するなどしておく。ここでアンテナ設定と受信電力の関係を記述したデータ列を取得するとしたが、受信電力以外の通信品質を表す受信信号特性でもよい。受信電力以外の受信信号特性とは例えば、信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ）などである。
【００９８】
以降の説明においては、図２２及び図２３に示すような４つの伝搬経路が存在する２次元の伝搬環境を例に説明を行う。トレーニングにおいてアンテナ設定を変更しながらトレーニング信号の送受を行う際には、１２０°の角度範囲を４°刻みで主ビーム方向を走査する例を考える。各アンテナ設定に対して、アンテナ設定識別番号（ＩＤ）０〜３０を付与して区別するものとする。
【００９９】
図２４に、データ列の一例を示す。この例では、通信機１（送受信機４００）のアンテナ設定の識別番号と通信機２（送受信機５００）における相対受信電力の関係が記述されている。ここで相対受信電力とは、トレーニングを行った全てのアンテナ設定に対応する受信電力のうち最大のものを０ｄＢとし、その他の受信電力をそれに対する比で表現したものとする。Ｓ８０３−１におけるビーム走査の角度解像度が低い場合、このデータ列から、相対受信電力が予め決めた閾値を超えた複数（または単数）のアンテナ設定を選択し、それらを通信機１の送信アンテナのアンテナ設定候補とすればよい。あるいは、予め検出するアンテナ設定の数を決めておき、相対受信電力値が上位のものから前記設定数までのアンテナ設定を検出するようにしてもよい。
【０１００】
ただし、Ｓ８０３−１におけるビーム走査の角度解像度が高い場合、前述のような方法では、正しく信号経路に対応したアンテナ設定を検出できない可能性がある。すなわち、高い相対受信電力に対応するビーム方向の周辺方向のアンテナ設定が相対受信電力上位のアンテナ設定となり、信号経路に対応したアンテナ設定として検出してしまう可能性がある。このような場合には、走査した送信機１の送信アンテナのビーム方向（放射角度）の情報を利用し、ピーク検出を行うとよい。そのためには、送信機１の送信アンテナのビーム方向の情報を、送信機１から送信機２へ送付しておく必要がある。この情報は、Ｓ８０４−１におけるトレーニング信号の情報要素などに付加して送付してもよいし、あるいは別途角度情報送付のためのデータを送信してもよい。この場合のデータ列は、例えば図２５のようなものになる。このようなデータ列を用いれば、図２６のようなプロファイルを作成することが可能となる。このプロファイルを用いてピーク検出を行えば、正しく信号経路に対応したアンテナ設定を検出することが可能になる。この場合も、全てのピークを検出してもよいし、予め検出するアンテナ設定の数を決めておき、相対受信電力値が上位のピークから順に前記設定数までのピークを検出するようにしてもよい。図２６に示したプロファイルは概念を示すためのものであり、実際には図２５のようなデータ列があればよい。また、アンテナ設定の識別番号がビーム方向と関連付けられている場合には、角度情報を用いずにピーク検出を行ってもよい。
【０１０１】
なおここでは説明の簡単化のため、図２２及び２３のような平面（２次元）の伝搬環境を考えている。従って図２６横軸の放射方向も１次元の量となっている。アンテナアレイの次元も１次元を想定している。しかし、本実施の形態は３次元の伝搬環境において、２次元のアンテナアレイを用いる場合にも適用できる。この場合、図２５の放射角度の列、及び図２６の横軸は２つの角度から成る２次元配列となる。
【０１０２】
サイドローブの影響が現れないような場合、アンテナ設定候補が例えば図２７に示すように検出される。すなわち、通信に利用可能な伝搬経路に対応したアンテナ設定が、伝搬経路の数と同じだけ（この例では４つ）検出される。しかし、通信機１の送信アンテナに高レベルのサイドローブが存在した場合、そのサイドローブが第１伝搬経路方向を向いたときに、通信機２において高レベルの電力を受信することが起こりうる。その場合、図２６に示したプロファイルは、図２８のようになる場合がある。すなわち、伝搬経路の存在しない放射方向に、サイドローブ起因のピークが現れる。ピークが現れる方向は、サイドローブが第１伝搬経路方向を向いたときに、主ローブが向いた方向である。その方向には、一般に伝搬路は存在しない。この場合のアンテナ設定候補は、例えば図２９に示すようになる。すなわち、サイドローブ起因のアンテナ設定（識別番号１７）が混入してしまう。
【０１０３】
Ｓ８１８−１において、Ｓ８０８−１におけるトレーニング信号の受信結果を用いて通信機２の送信アンテナのアンテナ設定候補を決定する手順は、上記のＳ８１８−２と同様であるので省略する。すなわち、上記のＳ８１８−２の手順を通信機１と通信機２の役割を入れ替えて実行すればよい。
【０１０４】
次に、Ｓ８１９−２において、Ｓ８１２−２におけるトレーニング信号の受信結果を用いて通信機２の受信アンテナのアンテナ設定候補を決定する手順を述べる。Ｓ８１２−２におけるトレーニング信号の受信結果から、通信機２の受信アンテナのアンテナ設定（つまり受信ビーム方向）と受信電力の関係を記述したデータ列を取得する。以下の処理は、上述したＳ８１８−２において通信機１の送信アンテナのアンテナ設定候補を決定する手順と同様である。ただし、ここでは、受信アンテナの受信ビーム方向を走査して得られたトレーニング信号の受信結果（Ｓ８１２−２）を利用する。従って、ビーム走査しているアンテナからトレーニング信号を送信する場合と異なり、アンテナ設定及びビーム方向の情報の送付の必要は無い。またピーク検出を行うために使用するビーム方向の情報は放射角度でなく到来角度となる。
【０１０５】
Ｓ８１９−１において、Ｓ８１６−１におけるトレーニング信号の受信結果を用いて通信機１の受信アンテナのアンテナ設定候補を決定する手順は、上記のＳ８１９−２と同様であるので省略する。すなわち、上記のＳ８１９−２の手順を通信機１と通信機２の役割を入れ替えて実行すればよい。
【０１０６】
以上により、４つのアンテナ（通信機１、通信機２それぞれの送信アンテナ及び受信アンテナ）のアンテナ設定候補が決定された。次に、通信機１及び２は、決定したアンテナ設定候補どうしの総当りのトレーニング（図１９Ａ）を行うために必要となる情報の送受を行う。すなわち、Ｓ８２０において通信機１から通信機２へ、通信機２の送信アンテナのアンテナ設定候補、及び通信機１の受信アンテナのアンテナ設定候補の総数を送付する。同様に、Ｓ８２１において通信機２から通信機１へ、通信機１の送信アンテナのアンテナ設定候補、及び通信機２の受信アンテナのアンテナ設定候補の総数を送付する。ただし、総当りを行うアンテナ設定候補の総数が予め決まっている場合には、アンテナ設定候補総数の送受の必要はない。また、送信アンテナのアンテナ設定候補の情報は、例えば図２９に示すように、決定したアンテナ設定の識別番号とすればよい。アンテナ設定は、例えばこの図のように、トレーニング信号の受信電力の順に整列しておけばよい。
【０１０７】
以上により得られたアンテナ設定候補を用いて、図１９Ａ及びＢに示したステップを実行する。上述したようにサイドローブ起因のアンテナ設定がアンテナ設定候補に含まれる場合でも、図１９Ａ及びＢに示したステップを実行することにより、アンテナ設定対リストからは、サイドローブ起因のアンテナ設定を含む設定対は除外される。
【０１０８】
本実施の形態によれば、図２１Ａ及びＢに示した擬似オムニパターンを使用した工程により各アンテナのアンテナ設定候補の数を十分少数に絞り込むことができ、処理時間の短縮が実現できる。
【０１０９】
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態では、トレーニング及びアンテナ設定対の取得・設定を低速（狭帯域）で行い、実際の通信は比較的高速（広帯域）で行うことを特徴とする。もしくは、トレーニング及びアンテナ設定対の取得・設定の一部を低速（狭帯域）で行い、トレーニング及びアンテナ設定対の取得・設定の残部、及び実際の通信を比較的高速（広帯域）で行うことを特徴とする。それ以外の動作は、第１〜第４の実施の形態の何れかに記載の方法を用いればよい。
【０１１０】
ミリ波通信では、自由空間伝搬損失が大きいために、受信電力が小さいことが予想される。このため、トレーニング時に、アンテナをオムニもしくは擬似オムニパターンを発生するよう設定した場合、十分なキャリア電力対雑音電力比（ＣＮＲ；Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が得られない場合がある。したがって、受信感度のよい低速（狭帯域）を用いることで、トレーニングが可能となったり、精度が向上するなどの効果が期待できる。なおここで低速（狭帯域）を用いるとは、雑音帯域幅が小さくなるように、トレーニング信号の送信のために使用する周波数帯を狭くすること、あるいは所要ＣＮＲが小さい変調方式を採用することを意味する。なお、"所要ＣＮＲが小さい変調方式を採用すること"は、言い換えると、コンスタレーション上における信号点間距離が大きい変調方式を採用すること（通常は伝送速度が小さいこと）を意味する。なお本実施の形態では、狭いビーム幅が用いられることが前提であり、相関帯域幅が広いために低速（狭帯域）でも高速（広帯域）でも最適なビーム組合せ（アンテナ設定対）に大きな変化はない。
【０１１１】
＜その他の実施の形態＞
第１〜５の実施の形態の記述においては、送受信機４００及び５００が、それぞれ送信アンテナ（４０５−１〜Ｍ、又は５０５−１〜Ｋ）と受信アンテナ（４１１−１〜Ｎ、又は５１１−１〜Ｌ）を両方具備する場合について述べた。また、送受信機４００の送信アンテナ４０５−１〜Ｍと受信アンテナ４１１−１〜Ｎの間の距離と、伝搬路の距離の関係について特に仮定は置かなかった。同様に、送受信機５００の送信アンテナ５０５−１〜Ｋと受信アンテナ５１１−１〜Ｌの間の距離と、伝搬路の距離の関係についても特に仮定は置かなかった。また、各送受信機の送信アンテナと受信アンテナの構成も、一般には異なる場合を扱った。そのような場合には、通信機１の送信アンテナと通信機２の受信アンテナ間、通信機１の受信アンテナと通信機２の送信アンテナ間、それぞれについてトレーニングを行う必要があった。例えば、図１９Ａにおいて、通信機１の送信アンテナと通信機２の受信アンテナのアンテナ設定候補間の総当りトレーニング（Ｓ６０２〜Ｓ６０７）と、通信機１の受信アンテナと通信機２の送信アンテナのアンテナ設定候補間の総当りトレーニング（Ｓ６０８〜Ｓ６１３）を別々に行う必要があった。
【０１１２】
しかし、送受信機４００及び５００がアンテナアレイをひとつしか具備せず、スイッチで切り替えるなどして送信と受信のために１つのアンテナアレイを共用とする場合、第１〜第５の実施の形態で述べた手順の作業量はおよそ半分に削減される。送受信機４００の送信アンテナ設定候補（送信ビーム方向）と受信アンテナ設定候補（受信ビーム方向）を同一とみなすことができるためである。送受信機５００の送信アンテナ設定候補（送信ビーム方向）と受信アンテナ設定候補（受信ビーム方向）についても同様である。例えば、図１９Ａに示した、Ｓ６０２〜Ｓ６０７の工程とＳ６０８〜Ｓ６１３の工程のうち何れか一方を行えばよい。この場合、アンテナ設定対リストも一つで済むため、図１９Ｂに示したサイドローブ起因のアンテナ設定対の判別（Ｓ６１４）や、アンテナ設定対リストの更新（Ｓ６１５）も何れか一方の通信機で行えばよい。
【０１１３】
また、送受信機４００及び５００がそれぞれ送信アンテナと受信アンテナを両方具備する場合であっても、それぞれの通信機の送信アンテナと受信アンテナの間の距離が伝搬路の距離に比較し十分に小さく、且つ、それぞれの通信機の送信アンテナと受信アンテナの構成が同一であるような場合にも、上記と同様、第１〜第５の実施の形態で述べた手順の作業量はおよそ半分に削減される。
【０１１４】
ところで、上述した第１〜第１２の実施の形態の説明では、通信品質という語句を用いた。通信品質は、例えば、受信レベル、信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ）、ビット誤り率（ＢＥＲ）、パケット誤り率（ＰＥＲ）、フレーム誤り率（ＦＥＲ）など、通信品質を代表するものであればよく、そのうちの１つ又は複数を用いてもよい。また、通信品質の評価には、送信機４０１もしくは５０１の送信データ列に含まれるプリアンブル中の特定のデータ列を用いてもよい。
【０１１５】
また、上述した第１〜第５の実施の形態における送受信機４００および５００によって行われるアンテナ設定候補の生成・切替に関する制御及び演算処理は、マイクロプロセッサ等のコンピュータに送受信機制御のためのプログラムを実行させることによって実現可能である。例えば、第１の実施の形態の場合、送受信機制御プログラムを実行するコンピュータに、図１９Ａ及びＢ並びに図２０のシーケンス図に示した演算及び送受信制御のステップを実行させればよい。同様に、送受信機５００によって行われるアンテナ設定候補の生成・切替に関する制御及び演算処理も、マイクロプロセッサ等のコンピュータに送受信機制御のためのプログラムを実行させることによって実現可能である。例えば、第１の実施の形態の場合、送受信機制御プログラムを実行するコンピュータに、図１９Ａ及びＢ並びに図２０のシーケンス図に示した演算及び送受信制御のステップを実行させればよい。
【０１１６】
また、処理・演算回路４０６及び５０６だけでなく、送信回路４０３及び５０３の一部（変調処理等）、受信回路４０９及び５０９の一部（復調処理等）、制御回路４０７及び５０７等のデジタル信号処理又は機器制御に関する構成要素は、マイクロコンピュータ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のコンピュータにプログラムを実行させることによって実現してよい。このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１１７】
また、送受信機４００及び５００には、いわゆるソフトウェア・アンテナ技術を適用してもよい。具体的には、アンテナ設定回路４０４、４１０、５０４、５１０、は、デジタルフィルタによって構成してもよく、ＤＳＰ等のコンピュータによって構成してもよい。
【０１１８】
以上の説明においては、２つの送受信機間で通信が行われている状況を例に説明を行った。しかし、３つ以上の送受信機が通信を行う状況においても本発明は適用可能である。
【０１１９】
さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１２０】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【０１２１】
（付記１）
第1及び第２の通信機を含む無線通信システムの制御方法であって、
前記第１の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第１の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第１の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成され、
前記第２の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第２の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第２の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成され、
前記方法は、
（ａ）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せに関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ｂ）：前記（ａ）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記少なくとも一部の組合せに関し、前記第２の受信アンテナの通信品質の関係を記述したデータ列を取得し、
（ｃ）：前記データ列において、前記アンテナ設定の組み合わせを通信品質が良好な順に整列し、
（ｄ）：前記整列を行ったデータ列において、一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせに関し、前記データ列の更新を行い、
（ｅ）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ）乃至（ｄ）を、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定と前記第１の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せについて行うことにより、同様のデータ列を取得し、
（ｆ）：前記（ｄ）及び（ｅ）において得られたデータ列に記述された前記第１の送信アンテナ設定と前記第２の受信アンテナ設定の組合せ、及び前記第１の受信アンテナ設定と前記第２の送信アンテナ設定の組合せのうち少なくとも一部の組合せを、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用する無線通信システムの制御方法。
【０１２２】
（付記２）
前記ステップ（ｄ）における前記データ列の更新を、前記整列を行ったデータ列において一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせについて、前記通信品質が２位以降の組み合わせを前記データ列から削除することにより行う、付記１記載の無線通信システムの制御方法。
【０１２３】
（付記３）
前記ステップ（ｄ）における前記データ列の更新を、前記整列を行ったデータ列において一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせについて、前記通信品質が２位以降の組み合わせの前記データ列における順位を下げることにより行う、付記１記載の無線通信システムの制御方法。
【０１２４】
（付記４）
前記ステップ（ｆ）は、前記データ列内の順位に従って順次選択したアンテナ設定候補の組合せを用いて無線通信を行うことを備える付記１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信システムの制御方法。
【０１２５】
（付記５）
前記ステップ（ｆ）は、通信中に通信品質を観測し、前記通信中の通信品質の悪化に応じて、前記優先順位に従って次順位のアンテナ設定の組合せを選択し、選択したアンテナ設定の組合せを適用して無線通信を行うことを備える付記４記載の無線通信システムの制御方法。
【０１２６】
（付記６）
前記ステップ（ａ）、及び前記ステップ（ｅ）中の前記ステップ（ａ）に相当するステップにおいて使用するアンテナ設定を、
（ａ１）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信し、
（ａ２）：前記第２の受信アンテナに固定ビームパターンを設定した状態で、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ａ３）：前記ステップ（ａ２）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナの受信信号特性の関係を記述したデータ列を取得し、
（ａ４）：前記データ列を用いて、前記第１の送信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第１の送信アンテナ設定を決定し、
（ａ５）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ１）乃至（ａ４）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せについて行うことにより、前記第２の送信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第２の送信アンテナ設定を決定し、
（ａ６）：前記第１の送信アンテナに固定ビームパターンを設定した状態で、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信し、
（ａ７）：前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ａ８）：前記ステップ（ａ７）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第２の受信アンテナのアンテナ設定と受信信号特性の関係を記述したデータ列を取得し、
（ａ９）：前記データ列を用いて、前記第２の受信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第２の受信アンテナ設定を決定し、
（ａ１０）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ６）乃至（ａ９）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せ、について行うことにより、前記第１の受信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第１の受信アンテナ設定を決定することにより得ることを特徴とする、付記１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信システムの制御方法。
【０１２７】
（付記７）
前記固定ビームパターンがオムニ（無指向性）パターンもしくは擬似オムニ（擬似無指向性）パターンであることを特徴とする付記６記載の無線通信システムの制御方法。
【０１２８】
（付記８）
第１の送信アンテナから無線信号を送信でき、第１の受信アンテナによって無線信号を受信できるよう構成された第１の通信機と、
第２の送信アンテナから無線信号を送信でき、第２の受信アンテナによって無線信号を受信できるよう構成された第２の通信機と、
前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せに関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信するための第１の手段と、
前記第１の手段におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記少なくとも一部の組合せに関し、前記第２の受信アンテナの通信品質の関係を記述したデータ列を取得するための第２の手段と、
前記データ列において、前記アンテナ設定の組み合わせを通信品質が良好な順に整列するための第３の手段と、
前記整列を行ったデータ列において、一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせに関し、前記データ列の更新を行うための第４の手段と、
前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ第１乃至第４の手段を、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定と前記第１の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せについて行うことにより、同様のデータ列を取得するための第５の手段と、
前記第４及び第５の手段において得られたデータ列に記述された前記第１の送信アンテナ設定と前記第２の受信アンテナ設定の組合せ、及び前記第１の受信アンテナ設定と前記第２の送信アンテナ設定の組合せのうち少なくとも一部の組合せを、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用するための第６の手段とを備える無線通信システム。
【０１２９】
（付記９）
前記第４の手段における前記データ列の更新を、前記整列を行ったデータ列において一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせについて、受信信号特性が２位以降の組み合わせを前記データ列から削除することにより行うことを特徴とする、付記８記載の無線通信システム。
【０１３０】
（付記１０）
前記第４の手段における前記データ列の更新を、前記整列を行ったデータ列において一方のアンテナのアンテナ設定が同一のアンテナ設定の組み合わせについて、受信信号特性が２位以降の組み合わせの前記データ列における順位を下げることを特徴とする、付記８記載の無線通信システム。
【０１３１】
（付記１１）
前記第６の手段は、前記データ列内の順位に従って順次選択したアンテナ設定候補の組合せを用いて無線通信を行うことを備える付記８乃至１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【０１３２】
（付記１２）
前記第６の手段は、通信中に通信品質を観測し、前記通信品質の悪化に応じて、前記優先順位に従って次順位のアンテナ設定の組合せを選択し、選択したアンテナ設定の組合せを適用して無線通信を行うことを備える付記１１記載の無線通信システム。
【０１３３】
（付記１３）
前記第１の手段、及び前記第５の手段中の前記第１の手段に相当するステップにおいて使用するアンテナ設定を、
（ａ１）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信し、
（ａ２）：前記第２の受信アンテナに固定ビームパターンを設定した状態で、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ａ３）：前記ステップ（ａ２）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナの受信信号特性の関係を記述したデータ列を取得し、
（ａ４）：前記データ列を用いて、前記第１の送信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第１の送信アンテナ設定を決定し、
（ａ５）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ１）乃至（ａ４）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せについて行うことにより、前記第２の送信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第２の送信アンテナ設定を決定し、
（ａ６）：前記第１の送信アンテナに固定ビームパターンを設定した状態で、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信し、
（ａ７）：前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ａ８）：前記ステップ（ａ７）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記第２の受信アンテナのアンテナ設定と受信信号特性の関係を記述したデータ列を取得し、
（ａ９）：前記データ列を用いて、前記第２の受信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第２の受信アンテナ設定を決定し、
（ａ１０）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ６）乃至（ａ９）を、前記第２の送信アンテナと前記第１の受信アンテナの組合せ、について行うことにより、前記第１の受信アンテナの、通信に利用する候補となる少なくとも１つの第１の受信アンテナ設定を決定することにより得ることを特徴とする、付記８乃至１２のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【０１３４】
（付記１４）
前記固定ビームパターンがオムニ（無指向性）パターンもしくは擬似オムニ（擬似無指向性）パターンであることを特徴とする付記１３記載の無線通信システム。
【０１３５】
（付記１５）
第1及び第２の通信機を含む無線通信システムの制御方法であって、
前記第１の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第１の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第１の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成され、
前記第２の通信機は、送信アンテナ設定を変更することによって第２の送信アンテナの送信ビーム方向を制御でき、受信アンテナ設定を変更することによって第２の受信アンテナの受信ビーム方向を制御できるよう構成され、
前記方法は、
（ａ）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せに関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信し、
（ｂ）：前記（ａ）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記少なくとも一部の組合せに関し、前記第２の受信アンテナの通信品質を取得し、
（ｃ）：前記通信品質が良好なアンテナ設定の組合せの優先順位が相対的に高く、かつ、前記第１の送信アンテナ及び前記第２の受信アンテナのうち一方のアンテナのアンテナ設定が同一であるアンテナ設定の組合せ間では前記通信品質が第２位以降の優先順位が相対的に低くなるように、前記少なくとも一部の組合せに含まれる組合せ間での優先順位を決定し、
（ｄ）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）を、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定と前記第１の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せについて行うことにより、同様の優先順位を取得し、
（ｅ）：前記（ｄ）及び（ｄ）において得られた優先順位に基づいて、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用するアンテナ設定の組合せを決定する無線通信システムの制御方法。
【０１３６】
（付記１６）
相手装置との間で無線通信を行う無線通信装置であって、
送信アンテナ設定を変更することによって第１の送信アンテナの送信ビーム方向を制御する送信アンテナ設定制御部と、
受信アンテナ設定を変更することによって第１の受信アンテナの受信ビーム方向を制御する受信アンテナ設定制御部と、
前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と相手装置が備える第２の受信アンテナのアンテナ設定の組合せ、及び前記第１の受信アンテナと前記相手装置が備える第２の送信アンテナのアンテナ設定の組合せの優先順位の決定処理を前記相手装置と協調して行う処理部と、
を備え、
前記決定処理は、
（ａ）：前記第１の送信アンテナのアンテナ設定、及び前記第２の受信アンテナのアンテナ設定を変更しながら、前記第１の送信アンテナのアンテナ設定と前記第２の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せに関し、前記第１の送信アンテナからトレーニング信号を送信するとともに、前記第２の受信アンテナにおいて前記トレーニング信号を受信すること、
（ｂ）：前記（ａ）におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて、前記少なくとも一部の組合せに関し、前記第２の受信アンテナの通信品質を取得すること、
（ｃ）：前記通信品質が良好なアンテナ設定の組合せの優先順位が相対的に高く、かつ、前記第１の送信アンテナ及び前記第２の受信アンテナのうち一方のアンテナのアンテナ設定が同一であるアンテナ設定の組合せ間では前記通信品質が第２位以降の優先順位が相対的に低くなるように、前記少なくとも一部の組合せに含まれる組合せ間での優先順位を決定すること、
（ｄ）：前記第１の送信アンテナと前記第２の受信アンテナを用いて行った前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）を、前記第２の送信アンテナのアンテナ設定と前記第１の受信アンテナのアンテナ設定がとり得る組合せのうち少なくとも一部の組合せについて行うことにより、同様の優先順位を取得すること、
（ｅ）：前記（ｄ）及び（ｄ）において得られた優先順位に基づいて、前記第１及び第２の通信機の間の通信に利用するアンテナ設定の組合せを決定すること、
を備える、無線通信装置。
【０１３７】
この出願は、２０１０年３月１８日に出願された日本出願特願２０１０−０６２５６８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１３８】
４００、５００  通信機
４０１、８０１、８１、９１  送信機
４０２、５０２、８２、９２    受信機
４０３、５０３    送信回路
４０４  アンテナ設定回路
４０４−１〜Ｍ、５０４−１〜Ｋ  ＡＷＶ（アレイ重みベクトル）制御回路
４０５−１〜Ｍ、５０５−１〜Ｋ  送信放射素子
４０６、５０６    処理・演算回路
４０７、５０７    制御回路
４０８、５０８    記憶回路
４０９、５０９    受信回路
４１０  アンテナ設定回路
４１０−１〜Ｎ、５１０−１〜Ｌ  ＡＷＶ（アレイ重みベクトル）制御回路
４１１−１〜Ｎ、５１１−１〜Ｌ  受信放射素子
４１３、５１３    制御回路
４１４  アンテナ設定回路
４１４−１〜Ｍ  スイッチ
４１５−１〜Ｍ  送信放射素子
４１６  アンテナ設定回路
４１６−１〜Ｎ  スイッチ
４１７−１〜Ｎ  受信放射素子
８３      ビームパターン（イメージ）
８４、８５      反射体
８６      人体
６１      壁
６２      反射体
【図１】
0005633559.tif 000002
【図２】
0005633559.tif 000003
【図３】
0005633559.tif 000004
【図４】
0005633559.tif 000005
【図５】
0005633559.tif 000006
【図６】
0005633559.tif 000007
【図７】
0005633559.tif 000008
【図８】
0005633559.tif 000009
【図９】
0005633559.tif 000010
【図１０】
0005633559.tif 000011
【図１１】
0005633559.tif 000012
【図１２】
0005633559.tif 000013
【図１３Ａ】
0005633559.tif 000014
【図１３Ｂ】
0005633559.tif 000015
【図１４】
0005633559.tif 000016
【図１５】
0005633559.tif 000017
【図１６】
0005633559.tif 000018
【図１７】
0005633559.tif 000019
【図１８】
0005633559.tif 000020
【図１９Ａ】
0005633559.tif 000021
【図１９Ｂ】
0005633559.tif 000022
【図２０】
0005633559.tif 000023
【図２１Ａ】
0005633559.tif 000024
【図２１Ｂ】
0005633559.tif 000025
【図２２】
0005633559.tif 000026
【図２３】
0005633559.tif 000027
【図２４】
0005633559.tif 000028
【図２５】
0005633559.tif 000029
【図２６】
0005633559.tif 000030
【図２７】
0005633559.tif 000031
【図２８】
0005633559.tif 000032
【図２９】
0005633559.tif 000033
【図３０Ａ】
0005633559.tif 000034
【図３０Ｂ】
0005633559.tif 000035
【図３１】
0005633559.tif 000036
【図３２】
0005633559.tif 000037