(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知周期間隔毎に、少なくとも一つの検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択する工程と、
検知放射パターン集合における複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して前記検知パケットを伝送する工程と、
好ましい放射パターンとして全ての放射パターンのうちパケット誤り率が最も小さい放射パターンを選択する工程と、
前記検知周期が終了した後、各放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率に基づいて予備放射パターン集合を取得する工程と、
前記予備放射パターン集合における全ての放射パターンの変更確率を取得する工程と、
各前記変更確率と、クライアント端末の移動変化度・移動変化傾向を示すデータの集合と、前記予備放射パターン集合とに基づいて目標パターン集合を取得する工程と、
前記目標パターン集合と前記検知放射パターン集合が等しいか否かに応じて、前記検知周期と前記検知放射パターン集合を調整する工程と、
を含むことを特徴とするアンテナアレイ制御方法。
【請求項２】
検知すべき前記複数の放射パターンのパケット誤り率を計算する工程と、
複数の前記パケット誤り率に基づいて各放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率を計算する工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナアレイ制御方法。
【請求項３】
各放射パターンが好ましい放射パターンになる事前確率に基づいて前記検知放射パターン集合を初期化すると共に前記検知周期を設定する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナアレイ制御方法。
【請求項４】
複数の前記現在確率に基づいて全ての放射パターンを順序付け、前記現在確率が高い複数の前記放射パターン及びその現在確率を選択することによって前記予備放射パターン集合を取得することを特徴とする請求項１に記載のアンテナアレイ制御方法。
【請求項５】
前記予備放射パターン集合における前記複数の放射パターンの前記複数の現在確率の総和は所定の閾値よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載のアンテナアレイ制御方法。
【請求項６】
現在の前記クライアント端末の前記移動変化度・移動変化傾向の集合を計算する工程を更に含み、
各放射パターンの移動変化度・移動変化傾向の集合は、各放射パターンが好ましい放射パターンになる場合の受信信号強度の変化率と現在確率の変化率を含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナアレイ制御方法。
【請求項７】
前記目標パターン集合が前記検知放射パターン集合に等しい場合、前記検知周期を増加させると共に前記検知放射パターン集合から少なくとも一つの放射パターンを除去することを特徴とする請求項１に記載のアンテナアレイ制御方法。
【請求項８】
前記目標パターン集合が前記検知放射パターン集合に等しくない場合、前記検知周期を減少させると共に少なくとも一つの放射パターンを前記検知放射パターン集合に加えることを特徴とする請求項７に記載のアンテナアレイ制御方法。
【請求項９】
前記目標パターン集合が前記検知放射パターン集合に等しく、かつ前記検知放射パターン集合の放射パターンの数量が検知放射パターンの数量の最小値に等しい場合、前記検知放射パターン集合を好ましい放射パターン集合として記憶する工程を更に含むことを特徴とする請求項７に記載のアンテナアレイ制御方法。
【請求項１０】
複数の放射パターンを有するアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに電気的に接続されており、前記複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用するように放射パターン選択信号により前記アンテナアレイを制御するための放射パターン制御器と、
前記アンテナアレイに電気的に接続されるＲＦ回路と、
前記ＲＦ回路と前記放射パターン制御器に電気的に接続されており、検知周期間隔毎に、少なくとも一つの検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択し、前記アンテナアレイにおける複数の検知すべき放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して前記検知パケットを伝送し、前記複数の検知すべき放射パターンのパケット誤り率を計算すると共に前記アンテナアレイの好ましい放射パターンとして、全ての放射パターンにおけるパケット誤り率が最も小さい放射パターンを選択するようにアクセスポイントを制御するための放射パターン選択信号を生成するためのアンテナアレイ制御方法実行ユニットと、
を含み、
前記検知周期が終了した後、前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、各放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率に基づいて予備放射パターン集合を取得し、前記予備放射パターン集合における全ての放射パターンの変更確率を取得し、各前記変更確率と、クライアント端末の移動変化度・移動変化傾向の集合と、前記予備放射パターン集合とに応じて目標パターン集合を所得し、前記目標パターン集合と前記検知放射パターン集合が等しいか否かに応じて前記検知周期と前記検知放射パターン集合を調整することを特徴とするアクセスポイント。
【請求項１１】
前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、前記各パケット誤り率に基づいて各放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率を計算することを特徴とする請求項１０に記載のアクセスポイント。
【請求項１２】
前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、各放射パターンが好ましい放射パターンになる事前確率に基づいて前記検知放射パターン集合を初期化すると共に前記検知周期を設定することを特徴とする請求項１０に記載のアクセスポイント。
【請求項１３】
前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、前記各現在確率に基づいて全ての放射パターンを順序付け、前記現在確率が高い前記複数の放射パターン及びその現在確率を選択することによって前記予備放射パターン集合を取得することを特徴とする請求項１０に記載のアクセスポイント。
【請求項１４】
前記予備放射パターン集合における前記複数の放射パターンの前記複数の現在確率の総和は閾値よりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載のアクセスポイント。
【請求項１５】
前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、現在クライアント端末の前記移動変化度・移動変化傾向の集合を計算し、
各放射パターンの移動変化度・移動変化傾向の集合は、各放射パターンが好ましい放射パターンになる際の受信信号強度の変化率と現在確率の変化率を含むことを特徴とする請求項１０に記載のアクセスポイント。
【請求項１６】
前記目標パターン集合が前記検知放射パターン集合に等しい場合、前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、前記検知周期を増加させると共に前記検知放射パターン集合から少なくとも一つの放射パターンを除去することを特徴とする請求項１０に記載のアクセスポイント。
【請求項１７】
前記目標パターン集合が前記検知放射パターン集合に等しくない場合、前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、前記検知周期を減少させると共に少なくとも一つの放射パターンを前記検知放射パターン集合に加えることを特徴とする請求項１６に記載のアクセスポイント。
【請求項１８】
前記目標パターン集合が前記検知放射パターン集合に等しく、かつ前記検知放射パターン集合の放射パターンの数量が検知放射パターンの数量の最小値に等しい場合、前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、前記検知放射パターン集合を好ましい放射パターン集合として記憶することを特徴とする請求項１７に記載のアクセスポイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナアレイ（antenna array）制御方法に関し、特に移動中のクライアント端末に対して好ましいアンテナ放射パターン（antenna radiation pattern）を選択して通信を行うアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイント（access point、アクセスポインターとも言う）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年、無線通信技術の発展が迅速に進んでいる。クライアント端末はワイヤレス・フィディリティー（Wireless Fidelity、ＷｉＦｉ）のホットスポット（hot spot）としてのアクセスポイントと通信を行うことによって、データのシェアやウェブページの閲覧などを行うことができる。クライアント端末は、例えばスマートフォン、タブレットコンピューター、ノートパソコンなどの無線通信機能を有する携帯装置である。アクセスポイントは、例えば、移動基地局としてのスマートフォン、室内アクセスポイント（indoor access point）又は室外アクセスポイント（outdoor access point）などのクライアント端末によるネットワーク接続を許容する通信設備である。
【０００３】
無指向性アンテナ（omni-directional antenna）の放射強度は均一であるため、多くの従来のアクセスポイントは無指向性アンテナを使用して各方向のクライアント端末と通信を行う。しかしながら、無指向性アンテナは、アンテナエネルギー放射（antenna energy radiation）が分散し、実効放射電力（effective radiated power）が低く、カバーレンジ（coverage）が狭いという欠点がある。
【０００４】
一方、指向性アンテナ（directional antenna）は、特定方向へのアンテナ放射強度が強く、カバーレンジが広い。アンテナエネルギー放射効率とカバーレンジを向上するために、多くの従来のアクセスポイントは、複数の指向性アンテナを備えるアンテナアレイを使用して各方向のクライアント端末と通信を行う。しかしながら、このような従来のアクセスポイントは、一般の無線通信伝送において、クライアント端末の具体的な位置を知る必要がある上に、アンテナアレイを介して手動で配置制御を行うことでマッチングした放射パターンでクライアント端末と通信を行うようになっている。
【０００５】
また、多くの従来のアクセスポイントは、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムであり、自ら従来のアンテナアレイ制御方法で好ましい放射パターンを選択して特定方向のクライアント端末と通信を行い、即ちビームフォーミング（beam forming）を行う。しかしながら、従来のアンテナアレイ制御方法は、処理時間が長く、精度が悪いという欠点がある。更に、クライアント端末が移動すると、従来のアンテナアレイ制御方法は、即時にクライアント端末の位置を追跡できないため、即時に好ましい放射パターンを選択して通信を行うことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クライアント端末が移動すると、従来のアンテナアレイ制御方法は、即時にクライアント端末の位置を追跡できないため、即時に好ましい放射パターンを選択して通信を行うことができないという欠点がある。本発明は上記事情を鑑みて、クライアント端末と通信するための好ましい放射パターンを迅速に精度よく自動的に探し出すことができるアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントを提供する。また、本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントによれば、移動中のクライアント端末に対して、アンテナアレイ制御方法は、アクセスポイントとクライアント端末との間のデータレート（data rate）を安定に維持することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るアンテナアレイ制御方法は、検知周期間隔毎に、少なくとも一つの検知パケット（packet）として少なくとも一つのパケットを選択する工程と、検知放射パターン集合における複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して検知パケットを伝送する工程と、好ましい放射パターンとして全ての放射パターンにおけるパケット誤り率（packet error rate）が最も小さい放射パターンを選択する工程と、検知周期が終了した後、各放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率に基づいて予備放射パターン集合を取得する工程と、予備放射パターン集合における全ての放射パターンの変更確率を取得する工程と、これらの変更確率と、クライアント端末の移動変化度・移動変化傾向の集合と、予備放射パターン集合とに基づいて目標パターン集合を取得する工程と、目標パターン集合と検知放射パターン集合が等しいか否かに応じて、検知周期と検知放射パターン集合を調整する工程と、を含む。
【０００８】
本発明に係るアンテナアレイ制御方法を使用するアクセスポイントは、アンテナアレイ、放射パターン制御器、ＲＦ回路(radio frequency circuit)及びアンテナアレイ制御方法実行ユニットを含む。アンテナアレイは複数の放射パターンを有する。放射パターン制御器は、アンテナアレイに電気的に接続されており、複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用するように放射パターン選択信号によりアンテナアレイを制御する。ＲＦ回路はアンテナアレイに電気的に接続される。アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、ＲＦ回路と放射パターン制御器に電気的に接続される。アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、検知周期間隔毎に、少なくとも一つの検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択し、アンテナアレイにおける複数の検知すべき放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して検知パケットを伝送し、複数の検知すべき放射パターンのパケット誤り率を計算すると共に、好ましい放射パターンとして、全ての放射パターンにおけるパケット誤り率が最も小さい放射パターンを選択するようにアクセスポイントを制御するための放射パターン選択信号を生成する。検知周期が終了した後、アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、各放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率に基づいて予備放射パターン集合を取得し、予備放射パターン集合における全ての放射パターンの変更確率を取得し、これらの変更確率と、移動変化度・移動変化傾向の集合と、予備放射パターン集合とに応じて目標パターン集合を所得し、目標パターン集合と検知放射パターン集合が等しいか否かに応じて検知周期と検知放射パターン集合を調整する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントによれば、クライアント端末と通信を行う好ましい放射パターンを迅速に精度よく探し出すことができる。また、従来のアクセスポイントと比べれば、本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントは、無線カバーレンジ、データ処理量及びデータ転送レート（data transmission rate）を向上できる。また、移動中のクライアント端末に対して、本発明に係るアンテナアレイ制御方法は、アクセスポイントとクライアント端末の間のデータレートを安定に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明に係るアクセスポイントのブロック図である。
【図１Ｂ】本発明に係るアクセスポイントのソフトウェア／ハードウェア構造のブロック図である。
【図２】本発明の実施例におけるリアルタイムサブプロセスが検知パケットの伝送を行う流れを示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施例におけるリアルタイムサブプロセスが検知パケットの統計を行う流れを示したフローチャートを示すものである。
【図４Ａ】オンラインサブプロセスによる好ましい放射パターン集合の取得処理の流れを示したフローチャートである。
【図４Ｂ】オンラインサブプロセスによる好ましい放射パターン集合の取得処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施例におけるオフラインサブプロセスが指令を実行する流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、アンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントを提供する。アンテナアレイ制御方法は、現在のクライアント端末の移動変化度と各放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率を計算して、現在のクライアント端末の移動変化度と、各現在確率と、各放射パターンの変更確率と、各放射パターンが好ましい放射パターンになる事前確率（Prior probability）とに基づいて、好ましい放射パターンになる可能性が高い複数の放射パターンに係る好ましい放射パターン集合を取得すると共に、検知放射パターン集合が好ましい放射パターン集合に等しくなったり近くなったりするように検知放射パターン集合を更新する。続いて、アンテナアレイ制御方法は、好ましい放射パターン集合を検知することによって好ましい放射パターンを迅速に取得する。これにより、たとえ移動変化度が異なるクライアント端末に対しても、アンテナアレイ制御方法を使用するアクセスポイントは、検知放射パターン集合における放射パターンのみを検知するため、移動中のクライアント端末を即時に追跡でき、好ましい放射パターンによりクライアント端末と通信を行うことができる。
【００１２】
簡単に言えば、アンテナアレイ制御方法は、現在の統計情報と以前の統計情報を十分に利用して、確率演算により好ましい放射パターンになる可能性が高い複数の放射パターンに係る好ましい放射パターン集合を探し出す。現在の統計情報は、例えば各放射パターンの現在確率と、現在のクライアント端末の移動変化度・移動変化傾向の集合とを含む。以前の統計情報は、例えば各放射パターンの変更確率と事前確率を含む。これにより、アンテナアレイ制御方法は、好ましい放射パターンを探し出す精度を高めることができ、実行時間を短縮できる。また、アクセスポイントのデータ処理量とカバーレンジは更に向上できる。以下、アンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントの実施例を説明する。
【００１３】
（アクセスポイントの実施例）
図１Ａは、本発明に係るアクセスポイントのブロック図を示すものである。アクセスポイント１は、イーサネット（登録商標）ローカルエリアネットワーク（Ethernet Local Area Network、Ethernet LAN）又はイーサネット（登録商標）広域ネットワーク（Ethernet Wide Area Network、Ethernet WAN）（イーサネット（登録商標）ＬＡＮ／ＷＡＮ）２を介してインターネットサービスプロバイダ（Internet Services Provider、ＩＳＰ）に接続され、クライアント端末（図１Ａには図示せず）はアクセスポイント１と通信を行うことでデータのシェアとホームページの閲覧などの動作を実行することができる。また、アクセスポイント１は、それぞれのクライアント端末に対して複数の放射パターンから好ましい放射パターンを探し出してその好ましい放射パターンを使用してクライアント端末と通信を行うことができるため、アクセスポイント１はビームフォーミング機能を有するＭＩＭＯシステムであってもよい。例えば、アクセスポイント１は、ビームフォーミング機能を有するＭＩＭＯの室内アクセスポイント又は室外アクセスポイントであってもよい。
【００１４】
アクセスポイント１は、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１、放射パターン制御器１２、アンテナアレイ１３及びＲＦ回路１４を含む。アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は放射パターン制御器１２に電気的に接続される。放射パターン制御器１２はアンテナアレイ１３に電気的に接続される。アンテナアレイ１３はＲＦ回路１４に電気的に接続される。ＲＦ回路１４はアンテナアレイ制御方法実行ユニット１１に電気的に接続される。
【００１５】
アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット１１１、記憶ユニット１１２及びプロセッサ１１３を備える。プロセッサ１１３は、アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット１１１と記憶ユニット１１２に電気的に接続される。
【００１６】
アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット１１１は、アンテナアレイ制御方法に対応する演算法を記憶するためのものであり、例えば不揮発性記憶装置であってもよい。プロセッサ１１３は、アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット１１１に記憶される演算法に応じてアンテナアレイ制御方法を実行する。記憶ユニット１１２は、アンテナアレイ制御方法を実行する際に生成された各類型の情報を記憶するためのものである。記憶ユニット１１２は、不揮発性記憶装置又は揮発性記憶装置であってもよい。
【００１７】
図１Ａの実施例において、アンテナアレイ制御方法はファームウェア又はソフトウェアで実現されるが、これらに限定されるものではない。言い換えれば、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、ハードウェア、ファームウェア又はソフトウェアなどの方式で実現されてもよい。
【００１８】
アンテナアレイ１３は、複数のアンテナを有すると共に、ＲＦ回路１４に切り換えさせるための複数の放射パターンを有する。ＲＦ回路１４は、アンテナアレイ１３における複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用してパケットを送受信する。放射パターン制御器１２は、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１の放射パターン選択信号に応じて、複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを選択するようにアンテナアレイ１３に指示する。
【００１９】
図１Ａと図１Ｂを参照して説明する。図１Ｂは本発明に係るアクセスポイントのソフトウェア／ハードウェア構造のブロック図を示すものである。アクセスポイント１のソフトウェア／ハードウェア構造３２は、ハードウェア層３２（図１Ａにおいて、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１に属しない素子）とソフトウェア層３１（アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１がアンテナアレイ制御方法を実行することによって生成されるもの）を含む。ソフトウェア３１は、オフラインサブプロセス３１１、オンラインサブプロセス３１２、リアルタイムサブプロセス３１３及びデバイスドライバ層３１４に分けられる。
【００２０】
デバイスドライバ層３１４は、ハードウェア層３２の上に位置しており、ハードウェア層３２が対応する各素子を駆動するためのドライバプログラムを有する。リアルタイムサブプロセス３１３は、複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して検知パケットを伝送するように、デバイスドライバ層３１４によりアクセスポイント１を制御することによって、各放射パターンのパケット誤り率及び好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を取得する。オフラインサブプロセス３１１は、各種の統計情報を記憶するための確率データベース３１１１を備えており、次回検知する際の以前の統計情報として、統計情報を記憶する。
【００２１】
オンラインサブプロセス３１２は、主に各クライアント端末、特に移動中のクライアント端末を監視するためのものである。オンラインサブプロセス３１２は確率演算ユニット３１２１を備える。確率演算ユニット３１２１は、各放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率を計算し、各放射パターンの現在確率、変更確率、事前確率及びクライアント端末の移動変化度・移動変化傾向の集合などに基づいて、今後各放射パターンが好ましい放射パターンとなる目標確率を算出する。続いて、オンラインサブプロセス３１２は、目標確率を順序付けることによって目標放射パターン集合として目標確率が高い複数の放射パターンを取得し、目標放射パターン集合が検知放射パターン集合に一致するか否かを判定する。目標放射パターン集合と検知放射パターン集合が一致する場合、オンラインサブプロセス３１２は、現在の放射パターン集合を記憶し、次回検知する検知放射パターン集合を目標パターン集合として設定する。
【００２２】
（リアルタイムサブプロセスが検知パケットの伝送を行う実施例）
図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例におけるリアルタイムサブプロセスが検知パケットの伝送を行う流れを示したフローチャートである。先ず、ステップＳ２０１において、リアルタイムサブプロセスは、伝送対象のパケットの検知を行う必要があるか否かを判定する。検知を行う必要があると判定した場合、ステップＳ２０２を実行する。一方、検知を行う必要がないと判定した場合、ステップＳ２０４を実行する。リアルタイムサブプロセスは検知周期Ｔｉ間隔毎に検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択して伝送するため、次の検知周期Ｔｉに入るか否かを判定することによって検知を行う必要があるか否かを決定する。また、ｉは検知次数のインデックス値（index value）である。
【００２３】
ステップＳ２０４において、検知を行う必要がないため（この場合、パケットは検知パケットとして使用しない）、リアルタイムサブプロセスは、好ましい放射パターンを使用してパケットを送受信するようにアンテナアレイを制御する。また、ステップＳ２０４において、リアルタイムサブプロセスは、アンテナアレイにおけるパケットを受信するための放射パターンを好ましい放射パターンとして設定する。
【００２４】
ステップＳ２０２において、リアルタイムサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉ（全ての放射パターンを含む）において検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値よりも小さいか否かを判定する。検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値よりも小さいと判定した場合、ステップＳ２０３を実行する。一方、検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値に等しいと判定した場合、即ち、検知放射パターン集合Ｓｉにおける全ての放射パターンの検知パケット伝送数が検知パケット伝送閾値に全部等しい場合、ステップＳ２０５を実行する。
【００２５】
ステップＳ２０３において、リアルタイムサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉにおける検知パケット伝送数の最小値に対応する放射パターンを使用して検知パケットを伝送するようにアンテナアレイを制御する。また、ステップＳ２０３において、リアルタイムサブプロセスは、アンテナアレイ１３におけるパケットを受信するための放射パターンを検知放射パターン集合Ｓｉにおける検知パケット伝送数の最小値に対応する放射パターンとして設定する。ステップＳ２０２とステップＳ２０３を実行することによって、リアルタイムサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉにおける各放射パターンの検知パケット伝送数に一致させるため、パケット誤り率の比較可能性（comparability）が向上する。
【００２６】
ステップＳ２０５において、リアルタイムサブプロセスは、検知パケット伝送数の減少率に応じて検知放射パターン集合Ｓｉにおける全ての放射パターンの検知パケット伝送数を減少させる。ステップＳ２０６において、リアルタイムサブプロセスは、パケット誤り率が最も小さいものに対応する放射パターンを使用して検知パケットを伝送すると共に、好ましい放射パターンを、パケット誤り率が最も小さいものに対応する放射パターンとして更新するようにアンテナアレイを制御する。また、ステップＳ２０６において、リアルタイムサブプロセスは、アンテナアレイにおけるパケットを受信するための放射パターンを、パケット誤り率が最も小さいものに対応する放射パターンとして設定する。
【００２７】
また、多くの転送プロトコル（transfer protocol）において、クライアント端末がパケットを受信した場合、クライアント端末は確認信号（例えばＡＣＫ信号など）をアクセスポイントに返信し、一方、クライアント端末が所定時間内でまだパケットを受信していない場合、クライアント端末は未確認信号（例えばＮＡＣＫ信号など）をアクセスポイントに伝送する。これにより、リアルタイムサブプロセスは、アクセスポイントから伝送した検知パケットがクライアント端末に正確に伝送したか否かを判定することができ、検知放射パターン集合Ｓｉにおける放射パターンのパケット誤り率を取得することができる。
【００２８】
また、検知周期Ｔｉと検知放射パターン集合Ｓｉはオンラインサブプロセスで決定される。アンテナアレイ制御方法の精度と実行速度を向上させるために、オンラインサブプロセスは、検知周期Ｔｉを動的に調整すると共に、検知放射パターン集合Ｓｉを好ましい放射パターン集合Ｓにできる限り一致させるように調整する。
【００２９】
（リアルタイムサブプロセスが検知パケットの統計を行う場合の実施例）
図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例におけるリアルタイムサブプロセスが検知パケットの統計を行う流れを示したフローチャートである。アクセスポイントが検知パケットの伝送を行った後、リアルタイムサブプロセスは、更に検知パケットの統計を実行することによって、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を取得する。
【００３０】
先ず、ステップＳ３０１において、リアルタイムサブプロセスは、伝送するパケットが検知パケットであるか否かを判定する。伝送するパケットが検知パケットではない場合、ステップＳ３０２を実行する。一方、伝送するパケットが検知パケットである場合、ステップＳ３０５を実行する。
【００３１】
ステップＳ３０２において、リアルタイムサブプロセスは、パケットの受信信号強度を統計する。ステップＳ３０３において、リアルタイムサブプロセスは、受信信号強度のサンプリング数が十分であるか否かを判定する。受信信号強度のサンプリング数が十分である場合、ステップＳ３０４を実行する。一方、受信信号強度のサンプリング数が十分ではない場合、検知パケットの統計工程を終了する。また、ステップＳ３０３において、受信信号強度を統計するための統計周期が到達するか否かを判定することによって、受信信号強度のサンプリング数が十分であるか否かを決定する。
【００３２】
ステップＳ３０４において、リアルタイムサブプロセスは、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を計算して、計算した結果に基づいて検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲を決定する。好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率は、好ましい放射パターンを使用して伝送した複数のパケットの受信信号強度に基づいて取得される。
【００３３】
ステップＳ３０５において、リアルタイムサブプロセスは、アンテナアレイが目前で使用する放射パターンのパケット誤り率を更新する。ステップＳ３０６において、リアルタイムサブプロセスは、パケット誤り率に応じて全ての放射パターンを順序付ける。
【００３４】
続いて、ステップＳ３０７において、リアルタイムサブプロセスは、好ましい放射パターンが変わったか否かを判定し、即ち、パケット誤り率が最も小さい放射パターンが依然として前の好ましい放射パターンであるか否かを判定する。好ましい放射パターンが変わった場合、ステップＳ３０８を実行する。一方、好ましい放射パターンが変わっていない場合、検知パケットの統計工程を終了する。
【００３５】
ステップＳ３０８において、リアルタイムサブプロセスは、前の好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を計算して、計算した結果に基づいて検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲を決定する。前の好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率は、前の好ましい放射パターンを使用して伝送した複数のパケットの受信信号強度に基づいて取得される。ステップＳ３０９において、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率をリセットすることによって、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を改めて計算する。
【００３６】
好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率の計算式はＣＲ＝ＰＴ０／２＋（ＣＲ１＋ＣＲ２）／４であり、ＣＲは好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率であり、ＣＲ１とＣＲ２はそれぞれ一回目と二回目の好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率であり、ＰＴ０はＰＴ０＝ｎｕｍ（−ｒ≦ＲＳＳＩＫ―ＲＡ１≦ｒ）／ＳａｍｐｌｅＮｕｍである。ＳａｍｐｌｅＮｕｍは受信信号強度のサンプリング数であり、ｒは正の整数で、例えば１であり、ＲＡ１は直前の統計周期における受信信号強度の平均値であり、ＲＳＳＩＫは統計周期における各受信信号強度であり、ｎｕｍ（−ｒ≦ＲＳＳＩＫ―ＲＡ１≦ｒ）は、統計周期における受信信号強度と直前の統計周期における受信信号強度との平均値の差が―ｒ以上、且つｒ以下であることを表す。簡単に言えば、ＰＴ０は、統計周期における受信信号強度と直前の統計周期における受信信号強度との平均値の差が―ｒ以上、且つｒ以下である数値が受信信号強度のサンプリング数に占める割合を表す。
【００３７】
また、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率の計算式は異なるニーズに応じて変化できる。言い換えれば、上述した好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率の計算式は上述の式に限定されるものではない。
【００３８】
（オンラインサブプロセスが好ましいパターン集合を取得する場合の実施例）
図４Ａと図４Ｂを参照して説明する。図４Ａと図４Ｂは、オンラインサブプロセスが取得した好ましい放射パターン集合の上半部のフローチャートと下半部のフローチャートをそれぞれ示すものである。先ず、ステップＳ５０１において、オンラインサブプロセスは、クライアント端末と接続するようにアクセスポイントを制御する。続いて、ステップＳ５０２において、オンラインサブプロセスは、各放射パターンが好ましい放射パターンになる事前確率に基づいて検知放射パターン集合Ｓｉを初期化する。移動中のクライアント端末に対して、対応する好ましい放射パターンをより迅速に精度よく探し出すために、検知放射パターン集合Ｓｉの放射パターンの数量ができる限り少なくなり、検知放射パターン集合Ｓｉの放射パターンが好ましい放射パターンになる事前確率ができる限り高いようにする必要がある。例を挙げて説明すると、オンラインサブプロセスは、事前確率が高い複数の放射パターンを使用して検知放射パターン集合Ｓｉを初期化する。また、各放射パターンの事前確率は、オンラインサブプロセスがオフラインサブプロセスに問合せコマンドを送信することによって取得される。また、各放射パターンの事前確率は、オフラインサブプロセスの確率データベースに記憶される。
【００３９】
続いて、ステップＳ５０３において、オンラインサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉをリアルタイムサブプロセスに伝送する。リアルタイムサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉにおける複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して検知パケットを伝送したり検知パケットの統計を行ったりする（放射パターンのパケット誤り率、好ましい放射パターンの受信信号強度及び受信信号強度の変化率を統計することを含む）。
【００４０】
続いて、ステップＳ５０４において、オンラインサブプロセスは検知周期Ｔｉを設定する。ステップＳ５０５において、オンラインサブプロセスは、リアルタイムサブプロセスが検知を終了したか否かを判定し、即ち検知周期Ｔｉの検知パケットが送信されたか否か及び検知パケットの統計工程が行われたか否かを判定する。リアルタイムサブプロセスが検知を終了した場合、ステップＳ５０７を実行する。一方、リアルタイムサブプロセスが検知をまだ終了していない場合、ステップＳ５０６を実行する。ステップＳ５０６において、オンラインサブプロセスは、アクセスポイントとクライアント端末の間がオフラインになったか否かを判定する。アクセスポイントとクライアント端末の間がオフラインになった場合、オンラインサブプロセスが好ましい放射パターン集合を取得する工程を終了する。一方、アクセスポイントとクライアント端末の間がオフラインになっていない場合、ステップＳ５０５に戻す。
【００４１】
続いて、ステップＳ５０７において、オンラインサブプロセスは、リアルタイムサブプロセスが統計した各放射パターンのパケット誤り率に基づいて各放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率Ｐｊを取得する。また、ｊは放射パターンインデックス値（index value）であり、Ｐｊはｊ個目の放射パターンが好ましい放射パターンになる現在確率である。現在確率Ｐｊを計算するための式は以下のとおりである。
【００４２】
【数１】
0005426708.tif 000002
【００４３】
ステップＳ５０８において、オンラインサブプロセスは、現在確率Ｐｊに基づいて全ての放射パターンを順序付ける。続いて、ステップＳ５０９において、オンラインサブプロセスは、順序付けられた全ての放射パターンから、現在確率Ｐｊが高いＸ個目の放射パターン及びその現在確率Ｐｊを取得して予備放射パターン集合Ｓ’とする。また、現在確率Ｐｊが高いＸ個目の確率の総和は所定の閾値よりも高く、例えば８０％よりも高い。
【００４４】
ステップＳ５１０において、現在のクライアント端末の移動変化度・移動変化傾向の集合Ｖｘを計算する。移動変化度・移動変化傾向の集合Ｖｘは、全ての放射パターンの移動変化度・移動変化傾向の集合である。各放射パターンの移動変化度・移動変化傾向の集合は、この放射パターンを好ましい放射パターンとする際の受信信号強度の変化率と現在確率の変化率である。現在確率の変化率の計算式は、以下のとおりである。
【００４５】
【数２】
0005426708.tif 000003
【００４６】
パケット誤り率差値の計算式は、ＰＥＲ’ｊがＰＥＲｊ以上である場合、ΔＰＥＲｊ＝ＰＥＲ’ｊ−ＰＥＲｊである。ＰＥＲ’ｊは、検知周期が開始する際のｊ個目の放射パターンのパケット誤り率である。ＰＥＲｊは、ｊ個目の放射パターンのパケット誤り率である。ＰＥＲ’ｊがＰＥＲｊよりも小さい場合、ΔＰＥＲｊは０となる。
【００４７】
ステップＳ５１１において、オンラインサブプロセスは、オフラインサブプロセスの確率データベースから予備放射パターン集合Ｓ’の各放射パターンの変更確率を取得する。変更確率は、好ましい放射パターンがｘ個目の放射パターンからｊ個目の放射パターンに変更される確率であり、Ｔｘｉで表示される。ｘは、予備放射パターン集合Ｓ’の各放射パターンの放射パターンインデックス値である。
【００４８】
ステップＳ５１２において、オンラインサブプロセスは、変更確率Ｔｘｉ、予備放射パターン集合Ｓ’、移動変化度と移動変化傾向の集合Ｖｘに基づいて目標放射パターン集合Ｓｘを取得する。具体的に言えば、オンラインサブプロセスは、各放射パターンが好ましい放射パターンになる目標確率ａｉを計算し、目標確率ａｉが高い複数のアンテナアレイを抽出して目標放射パターン集合Ｓｘとする。抽出されたアンテナ放射パターンの数量は検知放射パターンＳｉの数量に等しい。また、ａｉの計算式は、以下のとおりである。
【００４９】
【数３】
0005426708.tif 000004
【００５０】
ステップＳ５１３において、オンラインサブプロセスは、目標放射パターン集合Ｓｘが検知放射パターン集合Ｓｉに等しいか否かを判定する。目標放射パターン集合Ｓｘが検知放射パターン集合Ｓｉに等しい場合、ステップＳ５１４を実行する。一方、目標放射パターン集合Ｓｘが検知放射パターン集合Ｓｉに等しくない場合、ステップＳ５１５を実行する。
【００５１】
目標放射パターン集合Ｓｘが検知放射パターン集合Ｓｉに等しい場合、オンラインサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉには好ましい放射パターンになる可能性のある放射パターンが存在すると判定したため、検知放射パターン集合Ｓｉにおける放射パターンの数量をできる限り減少させるようにステップＳ５１４において検知周期Ｔｉを増加させると共に、検知放射パターン集合Ｓｉにおける少なくとも一つの放射パターンを除去することによって、アンテナアレイ制御方法が好ましい放射パターンを取得する実行時間を減少させる。
【００５２】
一方、目標放射パターン集合Ｓｘが検知放射パターン集合Ｓｉに等しくない場合、オンラインサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉには好ましい放射パターンになる可能性のある放射パターンが存在しないと判定したため、検知放射パターン集合Ｓｉにおける放射パターンの数量を増加させるようにステップＳ５１５において検知周期Ｔｉを減少させると共に少なくとも一つの放射パターンを検知放射パターン集合Ｓｉに加えることによって、アンテナアレイ制御方法が検知放射パターン集合Ｓｉから好ましい放射パターンを取得する機会を増加させる。ステップＳ５１８において、オンラインサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉと検知周期Ｔｉを更新し、ステップＳ５０３に戻す。
【００５３】
ステップＳ５１６において、オンラインサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉの放射パターンの数量が検知放射パターンの数量の最小値に等しいか否かを判定する。検知放射パターン集合Ｓｉの放射パターンの数量が検知放射パターンの数量の最小値に等しい場合、ステップＳ５１７を実行する。一方、検知放射パターン集合Ｓｉの放射パターンの数量が検知放射パターンの数量の最小値に等しくない場合、ステップＳ５１８を実行する。
【００５４】
ステップＳ５１７において、オンラインサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉを好ましい放射パターン集合Ｓとして記憶する。ステップＳ５１８において、オンラインサブプロセスは、検知放射パターン集合Ｓｉと検知周期Ｔｉを更新し、ステップＳ５０３に戻す。
【００５５】
上述したように、図４Ａと図４Ｂの各工程を繰り返して実行することによって、オンラインサブプロセスが検知すべき検知放射パターン集合Ｓｉは好ましい放射パターン集合Ｓにますます近くなっていく。
【００５６】
（オフラインサブプロセスが指令を実行する場合の実施例）
図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例におけるオフラインサブプロセスが指令を実行する流れを示したフローチャートである。先ず、ステップＳ６０１において、オフラインサブプロセスは、指令を受けたか否かを判定する。指令を受けた場合、ステップＳ６０２を実行する。一方、指令を受けていない場合、ステップＳ６０１において、指令を受けるまで待つ。ステップＳ６０２において、オフラインサブプロセスは、指令が確率データベースに対してデータを探すための問合せコマンドであるか否かを判定する。指令が問合せコマンドである場合、ステップＳ６０４を実行する。一方、指令が問合せコマンドではない場合、ステップＳ６０３を実行する。ステップＳ６０４において、オフラインサブプロセスは、問合せコマンドに応じて特定のクライアント端末に関する事前確率と変更確率をオンラインサブプロセスに返信する。
【００５７】
ステップＳ６０３において、オフラインサブプロセスは、指令が記憶指令であるか否かを判定する。指令が記憶指令である場合、ステップＳ６０６を実行する。一方、指令が記憶指令ではない場合、ステップＳ６０５を実行する。ステップＳ６０５において、オフラインサブプロセスは、確率データベースを最適化する。クライアント同士の間の各種の統計情報には共通部分と差異部分が存在するため、確率データベースを最適化することによって確率データベースの記憶容量を削減できる。
【００５８】
ステップＳ６０６において、オフラインサブプロセスは、記憶すべき統計データ情報をクライアント端末のメディアアクセス制御層（ＭＡＣ層）のアドレスが対応するエリア位置に記憶する。ステップＳ６０７において、クライアント端末同士の間には共同部分があるため、統計情報をクライアント端末のメディアアクセス制御層のアドレスが対応するエリア位置に記憶した後、オフラインサブプロセスは、確率データベース全体を更新することによって最適化を行う。
【００５９】
（実施例の効果）
上述したように、本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントによれば、クライアント端末と通信を行う好ましい放射パターンを迅速に精度よく探し出すことができる。また、従来のアクセスポイントと比べれば、本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びアクセスポイントは、無線カバーレンジ、データ処理量及びデータ転送レートを向上できる。また、本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントによれば、移動中のクライアント端末に対して、アンテナアレイ制御方法は、アクセスポイントとクライアント端末との間のデータレートを安定に維持することができる。
【００６０】
上述した実施例は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の明細書及び図面内容に基づいてなされた均等な変更および付加は、いずれも本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントは無線通信分野に適用できるため、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００６２】
１        アクセスポイント
１１      アンテナアレイ制御方法実行ユニット
１１１    アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット
１１２    記憶ユニット
１１３    プロセッサ
１２      放射パターン制御器
１３      アンテナアレイ
１４      ＲＦ回路
２        イーサネット（登録商標）ローカルエリアネットワーク又はイーサネット（登録商標）広域ネットワーク（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  ＬＡＮ／ＷＡＮ）
３        ソフトウェア／ハードウェア構造
３１      ソフトウェア層
３１１    オフラインサブプロセス
３１１１  確率データベース
３１２    オンラインサブプロセス
３１２１  確率演算ユニット
３１３    リアルタイムサブプロセス
３１４    デバイスドライバ層
３２      ハードウェア層
【図１Ａ】
0005426708.tif 000005
【図１Ｂ】
0005426708.tif 000006
【図２】
0005426708.tif 000007
【図３】
0005426708.tif 000008
【図４Ａ】
0005426708.tif 000009
【図４Ｂ】
0005426708.tif 000010
【図５】
0005426708.tif 000011