(57)【要約】【課題】ビームサーチに用いるビーム数を削減して、スループットを向上させる制御装置、無線通信システム、及びビーム決定方法を提供すること【解決手段】第１の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第１のビームサーチ結果と第２の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第２のビームサーチ結果とを受信するサーチ結果集約部と、受信した前記第１のビームサーチ結果と前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、端末装置の位置を推定する端末位置推定処理部と、推定された前記端末装置の位置に基づいて、前記第１の基地局装置の前記端末装置に対する第１の通信用ビームと前記第２の基地局装置の前記端末装置に対する第２の通信用ビームとを決定する通信用ビーム決定処理部と、前記第１の通信用ビームに関する情報と前記第２の通信用ビームに関する情報とを前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置へそれぞれ通知する計算結果通知部とを備える制御装置。【選択図】図３
2018129677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第１のビームサーチ結果と第２の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第２のビームサーチ結果とを受信するサーチ結果集約部と、
受信した前記第１のビームサーチ結果と前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、端末装置の位置を推定する端末位置推定処理部と、
推定された前記端末装置の位置に基づいて、前記第１の基地局装置の前記端末装置に対する第１の通信用ビームと前記第２の基地局装置の前記端末装置に対する第２の通信用ビームとを決定する通信用ビーム決定処理部と、
前記第１の通信用ビームに関する情報と前記第２の通信用ビームに関する情報とを前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置へそれぞれ通知する計算結果通知部と
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記端末位置推定処理部は、
前記第１の基地局装置において水平面に平行な第１の方向にサーチした結果を表す前記第１のビームサーチ結果と、前記第２の基地局装置において前記第１の方向にサーチした結果を表す前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、又は、
前記第１の基地局装置において前記水平面に垂直な垂直面に平行な第２の方向にサーチした結果を表す前記第１のビームサーチ結果と、前記第２の基地局装置において前記第２の方向にサーチした結果を表す前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、
前記端末装置の位置を推定することを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のビームサーチ結果は、前記第１及び第２の基地局装置におけるビームサーチにより前記端末装置において測定された最も品質の良い第１及び第２の受信品質をそれぞれ含み、
さらに、前記第１の受信品質が見通し判定閾値以上のとき、前記第１の基地局装置と前記端末装置の通信を見通し通信可能と判定し、前記第２の受信品質が前記見通し判定閾値以上のとき前記第２の基地局装置と前記端末装置の通信を見通し通信可能と判定する見通し判定処理部を備え、
前記端末位置推定処理部は、前記見通し判定処理において見通し通信可能と判定された前記第１及び第２の基地局装置における前記第１及び第２のビームサーチ結果に基づいて、前記端末装置の位置を推定する
ことを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【請求項４】
さらに、追加サーチ指示通知部を備え、
前記見通し判定処理部は、前記第１の受信品質が前記見通し判定閾値より小さいとき、前記第１の基地局装置と前記端末装置の通信を見通し通信可能ではないと判定し、
前記追加サーチ指示通知部は、前記見通し判定処理部において見通し通信可能と判定された前記端末装置と通信可能な基地局装置が１台以下のとき、前記第２の基地局装置においてサーチを行っていない前記第１又は第２の方向においてビームサーチを行うように前記第２の基地局装置に対して指示する
ことを特徴とする請求項３記載の制御装置。
【請求項５】
さらに、
前記第１及び第２の基地局装置の位置を記憶する基地局装置位置情報記憶部と、
前記端末位置推定処理部で推定された前記端末装置の位置、前記基地局装置位置情報記憶部から読み出した前記第１及び第２の基地局装置の位置、及び、前記第１及び第２の受信品質情報に基づいて、前記端末装置と無線通信を行う前記第１又は第２の基地局装置を決定する通信端末位置決定処理部と
を備えることを特徴とする請求項３記載の制御装置。
【請求項６】
前記第１のビームサーチ結果は、前記第１の基地局装置において前記第２の方向にサーチすることなく前記第１の方向にサーチした結果を表し、前記第２のビームサーチ結果は、前記第２の基地局装置において前記第２の方向にサーチすることなく前記第１の方向にサーチした結果を表す、又は、
前記第１のビームサーチ結果は、前記第１の基地局装置において前記第１の方向にサーチすることなく前記第２の方向にサーチした結果を表し、前記第２のビームサーチ結果は、前記第２の基地局装置において前記第１の方向にサーチすることなく前記第２の方向にサーチした結果を表す
ことを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【請求項７】
端末装置と、
前記端末装置と無線通信を行う第１及び第２の基地局装置と、
制御装置とを備えた無線通信システムにおいて、
前記制御装置は、
前記第１の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第１のビームサーチ結果と前記第２の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第２のビームサーチ結果とを受信するサーチ結果集約部と、
受信した前記第１のビームサーチ結果と前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、端末装置の位置を推定する端末位置推定処理部と、
推定された前記端末装置の位置に基づいて、前記第１の基地局装置の前記端末装置に対する第１の通信用ビームと前記第２の基地局装置の前記端末装置に対する第２の通信用ビームとを決定する通信用ビーム決定処理部と、
前記第１の通信用ビームに関する情報と前記第２の通信用ビームに関する情報とを前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置へそれぞれ通知する計算結果通知部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
ビームサーチ結果集約部と端末位置推定処理部、通信用ビーム決定処理部、及び計算結果通知部とを有する制御装置におけるビーム決定方法であって、
前記サーチ結果集約部により、第１の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第１のビームサーチ結果と第２の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第２のビームサーチ結果とを受信し、
前記端末位置推定処理部により、受信した前記第１のビームサーチ結果と前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、端末装置の位置を推定し、
前記通信用ビーム決定処理部により、推定された前記端末装置の位置に基づいて、前記第１の基地局装置の前記端末装置に対する第１の通信用ビームと前記第２の基地局装置の前記端末装置に対する第２の通信用ビームとを決定し、
前記計算結果通知部により、前記第１の通信用ビームに関する情報と前記第２の通信用ビームに関する情報とを前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置へそれぞれ通知する
ことを特徴とするビーム決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、無線通信システム、及びビーム決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速で大容量の無線通信の実現に向けて、ビームフォーミングを用いたミリ波通信が注目を集めている。ビームフォーミングとは、例えば、無線通信で使用される電波を特定の方向へ集中的に照射する技術である。また、ミリ波通信とは、例えば、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数を有する電波を利用して通信を行う技術である。ミリ波通信にビームフォーミングを用いることで、例えば、通信装置どうしが互いに相手のいる方向へ向けて指向性の高い電波を送信することができ、伝搬損失の大きいミリ波通信であっても、数十ｍ〜数百ｍの距離で通信品質を向上させることが可能となる。
【０００３】
一方、アクセスポイント（ＡＰ）においては、端末装置との間で、ビームサーチを行う場合がある。ビームサーチは、例えば、以下のようにして行われる。すなわち、ＡＰがビームサーチ用の信号（又はパケット）を端末装置へ送信し、端末装置はビームサーチ用のパケットを受信し、その受信状況をＡＰへ報告する。ＡＰは受信状況に基づいて端末装置の位置などを推定する。ビームサーチにより、例えば、ＡＰは端末装置に向けて指向性の高い電波を送信し、通信品質を向上させることが可能となる。
【０００４】
ただし、あるＡＰがビームサーチを行っているときに他のＡＰがランダムにデータ通信を行うと、ビームサーチ用のパケットとデータ通信用のパケットが衝突する場合がある。そのため、ビームサーチ期間とデータ通信期間が時分割で行われる場合がある。
【０００５】
このような無線通信に関する技術として、例えば、以下がある。すなわち、送信アンテナと受信アンテナとを並べる配置に角度を設け、送信アンテナと受信アンテナの通信指向性の中心線がクロスするようにした移動体識別装置及びその通信方法がある。
【０００６】
この技術によれば、角度を設けない場合と比較して、送信アンテナと受信アンテナの通信エリアがよりオーバーラップすることで、送受信可能エリアが拡大し、装置を複雑にせず、通信エリアの増大を図ることができる、とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−８６８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＡＰは、ビームサーチにおいては、ビームサーチ用のパケットをビーム数分送信する場合がある。上述したように、ビームフォーミングにより通信を行う場合、指向性の高い電波の送信が可能になるものの、一定範囲のエリアをカバーする場合、これまでよりも多くのアンテナ素子が設置され、ビームサーチに使用されるビームのビーム数が増加する。この場合、ＡＰは、ビームサーチ用のパケットをこれまでよりも多く使用することになる。ビームサーチ期間とデータ通信期間が時分割で行われる場合、ビームサーチ用のパケットの増加により、ビームサーチ期間のオーバーヘッドが大きくなり、データ送信についてスループットが低下することになる。
【０００９】
このことは、ビームサーチとデータ通信が異なる周波数で行われる場合（又は周波数分割）においても、ビーム数の増大によって、ビームサーチに使用される周波数のオーバーヘッドが大きくなる。そのため、データ通信に使用される周波数が少なくなり、同様に、スループットが低下する場合がある。
【００１０】
送信アンテナと受信アンテナの通信指向性の中心線がクロスするようにした技術では、ビームサーチの際のビーム数の増加に対してどのように対処するかについては何ら言及されておらず、ビーム数の増加によるスループットの低下に対して、何ら解決することはできない。
【００１１】
そこで、一開示は、ビームサーチに用いるビーム数を削減して、スループットを向上させる制御装置、無線通信システム、及びビーム決定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一開示は、制御装置において、第１の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第１のビームサーチ結果と第２の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第２のビームサーチ結果とを受信するサーチ結果集約部と、受信した前記第１のビームサーチ結果と前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、端末装置の位置を推定する端末位置推定処理部と、推定された前記端末装置の位置に基づいて、前記第１の基地局装置の前記端末装置に対する第１の通信用ビームと前記第２の基地局装置の前記端末装置に対する第２の通信用ビームとを決定する通信用ビーム決定処理部と、前記第１の通信用ビームに関する情報と前記第２の通信用ビームに関する情報とを前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置へそれぞれ通知する計算結果通知部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
一開示によれば、ビームサーチに用いるビーム数を削減して、スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を表す図である。
【図２】図２（Ａ）から図２（Ｃ）はビームサーチの例を表す図である。
【図３】図３は制御装置の構成例を表す図である。
【図４】図４は制御装置のハードウェアの構成例を表す図である。
【図５】図５はＡＰの構成例を表す図である。
【図６】図６はＡＰのハードウェアの構成例を表す図である。
【図７】図７は端末装置の構成例を表す図である。
【図８】図８（Ａ）は座標軸の例、図８（Ｂ）はビームサーチ用のビームの例をそれぞれ表す図である。
【図９】図９は動作例を表すフローチャートである。
【図１０】図１０（Ａ）は水平方向におけるＡＰと端末との位置関係の例、図１０（Ｂ）は水平方向におけるＡＰの位置関係の例を表す図である。
【図１１】図１１（Ａ）はビームサーチ用のビームの例、図１１（Ｂ）は３次元座標軸上の端末の位置の例をそれぞれ表す図である。
【図１２】図１２は制御装置の構成例を表す図である。
【図１３】図１３はＡＰの構成例を表す図である。
【図１４】図１４は動作例を表すフローチャートである。
【図１５】図１５は無線通信システムの構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【００１６】
また、本明細書に記載された用語や技術的内容は、ＩＥＥＥ（The institute of Electrical and Electronics Engineers）や３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）など、通信に関する規格として仕様書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。
【００１７】
［第１の実施の形態］
＜無線通信システムの構成例＞
図１は第１の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を表す図である。無線通信システム１０は、制御装置１００、複数のアクセスポイント（以下、「ＡＰ」と称する場合がある。）２００−１〜２００−３、及び端末装置（以下、「端末」と称する場合がある。）３００−１，３００−２を備える。
【００１８】
制御装置１００は、各ＡＰ２００−１〜２００−３から送信されたビームサーチの結果を受信する。制御装置１００は、受信したビームサーチの結果に基づいて端末３００−１，３００−２の位置を推定する。そして、制御装置１００は、推定した端末３００−１，３００−２の位置に基づいて、各ＡＰ２００−１〜２００−３の通信用ビームを決定し、決定した通信用ビームに関する情報を各ＡＰ２００−１〜２００−３へ通知する。例えば、制御装置１００は、各ＡＰ２００−１〜２００−３における通信用ビームの方向を決定し、その方向に関する情報を各ＡＰ２００−１〜２００−３へ送信する。制御装置１００の詳細は後述する。なお、制御装置１００は、図１では各ＡＰ２００−１〜２００−３と別個の装置として記載しているが、例えば、いずれかのＡＰ２００−１〜２００−３内に含まれても良い。
【００１９】
各ＡＰ２００−１〜２００−３は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）による無線アクセス方式を利用して、各端末３００−１，３００−２と無線通信を行う無線通信装置又は基地局装置である。無線ＬＡＮは、例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）によりその仕様が検討された無線アクセス方式である。例えば、各ＡＰ２００−１〜２００−３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄで規定された無線ＬＡＮ方式を用いて無線通信を行う。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄは、例えば、ミリ波通信の仕様について規定された方式である。
【００２０】
また、各ＡＰ２００−１〜２００−３は、ビームサーチを行って、ビームサーチの結果を取得し、取得したビームサーチの結果を、制御装置１００へ送信する。
【００２１】
図２（Ａ）から図２（Ｃ）はビームサーチの例を表す図である。例えば、ＡＰ２００−１が端末３００−１とビームサーチを行う例で説明する。図２（Ａ）に示すように、ＡＰ２００−１は、ビームサーチ期間とデータ通信期間とが時分割で割り当てられている。ビームサーチ期間では、ＡＰ２００−１は端末３００−１に対してビームサーチを行い、データ通信期間では、ビームサーチの結果に基づいて、端末３００−１とデータ通信を行う。図２（Ｃ）はビームサーチに用いられるビームの例を表している。各ビームは、セクタＩＤ（Identification：識別子）により識別可能となっている。図２（Ｂ）に示すように、例えば、ＡＰ２００−１は、セクタＩＤ「＃１」から順番にアンテナからビームを照射する。端末３００−１は、各ビームを利用してＡＰ２００−１から送信された無線信号の品質（又は受信品質）を測定し、測定結果をＡＰ２００−１へ送信する。
【００２２】
第１の実施の形態においては、ＡＰ２００−１や制御装置１００は、受信品質をビームサーチ結果として利用しないが、後述する第２の実施の形態において利用する。第１の実施の形態においては、ＡＰ２００−１と制御装置１００は、端末３００において受信品質が最も良い、ＡＰ２００−１から見た方向（又は角度）を、ビームサーチ結果として利用する。
【００２３】
図１に戻り、端末３００−１，３００−２は、例えば、フィーチャーフォン、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、ゲーム装置などの無線通信装置である。端末３００−１，３００−２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄで規定された無線ＬＡＮ方式を利用して各ＡＰ２００−１〜２００−３と無線通信が可能となっている。
【００２４】
なお、図１の例では、３台のＡＰ２００−１〜２００−３の例を表しているが、複数台あれば、台数は何台でもよい。また、端末３００−１，３００−２も、２台の例を表しているが、１台でもよいし、３台以上あってもよい。以下では、とくに断らない限り、ＡＰ２００−１〜２００−３をＡＰ２００、端末３００−１，３００−２を端末３００と表記する場合がある。
【００２５】
＜制御装置の構成例＞
図３は制御装置１００の構成例を表す図である。制御装置１００は、サーチ結果集約部１１０、位置情報管理部１２０、通信用ビーム決定処理部１３０、及び計算結果通知部１４０を備える。また、位置情報管理部１２０は、ＡＰ位置情報記憶部１２１と端末位置推定処理部１２２を備える。
【００２６】
サーチ結果集約部１１０は、各ＡＰ２００から送信されたビームサーチ結果を受信し、受信した複数のビームサーチ結果を集約して、端末位置推定処理部１２２へ出力する。
【００２７】
ＡＰ位置情報記憶部（又は基地局装置位置情報記憶部。以下、「ＡＰ位置情報記憶部」と称する場合がある。）１２１は、例えば、メモリであって、各ＡＰ２００の位置を表す位置情報を記憶する。本第１の実施の形態では、各ＡＰ２００の位置は３次元座標で表される。例えば、ＡＰ２００−１の位置は（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、ＡＰ２００−２の位置は（ｘ２，ｙ２，ｚ２）で表される。各ＡＰ２００の位置情報は、例えば、各ＡＰ２００が設置される際に予めＡＰ位置情報記憶部１２１に記憶される。従って、端末位置推定処理部１２２や通信用ビーム決定処理部１３０がＡＰ２００の位置情報を利用して処理を行う際には、各ＡＰ２００の位置情報がＡＰ位置情報記憶部１２１に既に記憶されているものとする。
【００２８】
端末位置推定処理部１２２は、サーチ結果集約部１１０から受け取ったサーチ結果とＡＰ位置情報記憶部１２１から読み出したＡＰ２００の位置情報とに基づいて、端末３００の位置を推定する。推定方法は動作例で説明する。端末位置推定処理部１２２は、推定した端末３００の位置を表す位置情報を通信用ビーム決定処理部１３０へ出力する。
【００２９】
通信用ビーム決定処理部１３０は、端末位置推定処理部１２２から受け取った端末３００の位置情報とＡＰ位置情報記憶部１２１から読み出したＡＰ２００の位置情報に基づいて、ＡＰ２００の端末３００に対する通信用ビームを決定する。例えば、通信用ビーム決定処理部１３０は、ＡＰ２００における端末３００に対する通信用ビームの方向を決定する。決定方法は動作例で説明する。通信用ビーム決定処理部１３０は、決定した通信用ビームに関する情報を計算結果通知部１４０へ出力する。
【００３０】
計算結果通知部１４０は、通信用ビーム決定処理部１３０から受け取ったＡＰ２００の通信用ビームに関する情報（又は計算結果）を、ＡＰ２００へ通知（又は送信）する。
【００３１】
図４は制御装置１００のハードウェア構成例を表す図である。制御装置１００は、ネットワークインタフェース回路１８０、プロセッサ１８１、メモリ１８２を備える。
【００３２】
例えば、プロセッサ１８１はメモリ１８２に記憶されたプログラムを読み出して、読み出したプログラムを実行することで、端末位置推定処理部１２２と通信用ビーム決定処理部１３０の機能を実行することが可能である。プロセッサ１８１は、例えば、端末位置推定処理部１２２と通信用ビーム決定処理部１３０に対応する。
【００３３】
また、ネットワークインタフェース回路１８０は、例えば、サーチ結果集約部１１０と計算結果通知部１４０に対応する。ネットワークインタフェース回路１８０は、例えば、ＡＰ２００から送信されたパケットを受け取り、受け取ったパケットからビームサーチ結果を抽出し、抽出したビームサーチ結果をプロセッサ１８１へ出力する。また、ネットワークインタフェース回路１８０は、例えば、プロセッサ１８１から受け取った通信用ビームに関する情報を、ＡＰ２００へ送信可能なパケットに挿入して、通信用ビームに関する情報を挿入したパケットをＡＰ２００へ送信する。
【００３４】
さらに、メモリ１８２は、例えば、ＡＰ位置情報記憶部１２１に対応する。
【００３５】
＜ＡＰの構成例＞
図５はＡＰ２００の構成例を表す図である。ＡＰ２００は、送受信処理部２１０と、サーチ結果通知部２２０、計算結果受信部２３０、通信用ビーム記憶部２４０、サーチ用ビーム記憶部２５０、ビームフォーミング処理部２６０、及びアンテナ２６１，２６２を備える。
【００３６】
送受信処理部２１０は、ネットワークに接続された他の装置から送信されたデータを受信し、受信したデータに対して変調処理などを施してベースバンド信号へ変換し、変換後のベースバンド信号をビームフォーミング処理部２６０へ出力する。また、送受信処理部２１０は、ビームフォーミング処理部２６０から受け取ったベースバンド信号に対して復調処理などを施して、ビームサーチ結果やデータなどを抽出する。この際、送受信処理部２１０は、ビームサーチ結果をサーチ結果通知部２２０へ、データなどはネットワークに接続された他の装置へ送信する。
【００３７】
サーチ結果通知部２２０は、送受信処理部２１０から受け取ったビームサーチ結果を制御装置１００へ通知する。また、サーチ結果通知部２２０は、ビームサーチ結果を計算結果受信部２３０へ出力する。
【００３８】
計算結果受信部２３０は、制御装置１００から送信された通信用ビームに関する情報（又は計算結果）を受信し、受信した通信用ビームに関する情報を通信用ビーム記憶部２４０へ記憶する。この際、計算結果受信部２３０は、サーチ結果通知部２２０から受け取ったビームサーチ結果も、通信用ビーム記憶部２４０へ記憶してもよい。
【００３９】
通信用ビーム記憶部２４０は、通信用ビームに関する情報を記憶する。通信用ビームに関する情報としては、例えば、通信用ビーム毎に、各アンテナ素子に与える振幅や位相に関する情報であってもよい。本第１の実施の形態では、例えば、水平方向に対して第１の閾値より狭い幅で、垂直方向に対しても第２の閾値より狭い幅の通信用ビームが、アンテナ２６１，２６２から形成可能な、振幅や位相に関する情報であってもよい。詳細は後述する。
【００４０】
サーチ用ビーム記憶部２５０は、ビームサーチの際に用いるサーチ用ビームに関する情報を記憶する。サーチ用ビームに関する情報としては、例えば、サーチ用ビーム毎に、各アンテナ素子に与える振幅や位相に関する情報であってもよい。本第１の実施の形態では、水平方向に対して第１の閾値より狭く、垂直方向に対して第２の閾値より十分広い幅となっているサーチ用ビームが、アンテナ２６１，２６２から形成可能な、振幅や位相に関する情報であってもよい。詳細は後述する。
【００４１】
ビームフォーミング処理部２６０は、サーチ用ビーム記憶部２５０から読み出したビームに関する情報に基づいて、ビームサーチ用のビームを順番に形成する。また、ビームフォーミング処理部２６０は、通信用ビーム記憶部２４０から読み出したビームに関する情報に基づいて、データ通信用のビームを形成する。例えば、ビームフォーミング処理部２６０は、通信用ビーム記憶部２４０やサーチ用ビーム記憶部２５０から読み出した振幅や位相を、アンテナ２６１，２６２の各アンテナ素子に与えることで、アンテナ２６１，２６２からサーチ用のビームや通信用ビームを形成させることが可能となる。
【００４２】
また、ビームフォーミング処理部２６０は、通信用ビームを形成する場合、送受信処理部２１０から受け取ったベースバンド信号に対して周波数変換処理などを施して無線信号へ変換し、変換後の無線信号をアンテナ２６１，２６２へ出力する。また、ビームフォーミング処理部２６０は、通信用ビームを形成する場合、アンテナ２６１，２６２から受け取った無線信号に対して周波数変換処理などを施してベースバンド信号へ変換し、変換後のベースバンド信号を送受信処理部２１０へ出力する。
【００４３】
アンテナ２６１，２６２は、例えば、アレイアンテナである。アレイアンテナは、例えば、複数のアンテナ素子を規則的に配列し、一定の励振条件で給電するアンテナのことである。アンテナ２６１，２６２は、ビームフォーミング処理部２６０から受け取った振幅や位相に従って各アンテナ素子を動作させて、ビームサーチ用のビームやデータ通信用のビームを照射する。その際、アンテナ２６１，２６２は、ビームフォーミング処理部２６０から受け取った無線信号を端末３００へ送信し、端末３００から送信された無線信号を受信してビームフォーミング処理部２６０へ出力する。
【００４４】
図６はＡＰ２００のハードウェア構成例を表す図である。ＡＰ２００は、ネットワークインタフェース回路２８０、プロセッサ２８１、メモリ２８２、無線部２８３、及びアンテナ２６１，２６２を備える。
【００４５】
プロセッサ２８１は、例えば、メモリ２８２に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、送受信処理部２１０の機能を実行することが可能である。プロセッサ２８１は、例えば、送受信処理部２１０に対応する。
【００４６】
また、ネットワークインタフェース回路２８０は、例えば、サーチ結果通知部２２０と計算結果受信部２３０に対応する。ネットワークインタフェース回路２８０は、例えば、制御装置１００から送信されたパケットを受信し、受信したパケットから通信用ビームに関する情報を抽出し、抽出した情報をプロセッサ２８１へ出力する。また、ネットワークインタフェース回路２８０は、例えば、プロセッサ２８１からビームサーチ結果を受け取り、これを制御装置１００へ送信可能なパケットへ挿入して、制御装置１００へ送信する。
【００４７】
なお、ネットワークインタフェース回路２８０は、例えば、送受信処理部２１０の一部に対応する。例えば、ネットワークインタフェース回路２８０は、ネットワークへ送信可能なパケットに、プロセッサ２８１から受け取ったデータなどを挿入して送信する。また、例えば、ネットワークインタフェース回路２８０は、ネットワークに接続された装置からパケットを受信し、受信したパケットからデータなどを抽出してプロセッサ２８１へ出力する。
【００４８】
さらに、メモリ２８２は、例えば、通信用ビーム記憶部２４０とサーチ用ビーム記憶部２５０に対応する。さらに、無線部２８３は、例えば、ビームフォーミング処理部２６０に対応する。
【００４９】
＜端末装置の構成例＞
図７は端末３００の構成例を表す図である。端末３００は、無線部３１０、プロセッサ３１１、メモリ３１２、アンテナ３１３，３１４を備える。
【００５０】
アンテナ３１３，３１４は、ＡＰ２００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を無線部３１０へ出力する。また、アンテナ３１３，３１４は、無線部３１０から無線信号を受け取って、ＡＰ２００へ送信する。
【００５１】
無線部３１０は、アンテナ３１３，３１４から受け取った無線信号に対して周波数変換処理などを施してベースバンド信号へ変換し、変換後のベースバンド信号をプロセッサ３１１へ出力する。また、無線部３１０な、プロセッサ３１１から受け取ったベースバンド信号に対して周波数変換処理などを施して無線信号へ変換し、変換後の無線信号をアンテナ３１３，３１４へ出力する。無線部３１０は、例えば、ＡＰ２００における無線部２８３と同様に、ビームフォーミング処理部２６０としての機能を有する。例えば、無線部３１０は、メモリ３１２に記憶されたビームに関する情報を、プロセッサ３１１を経由して読み出し、アンテナ３１３，３１４の各アンテナ素子に振幅や位相を与えることで、ビームサーチ用のビームやデータ通信用のビームを形成することが可能となる。
【００５２】
プロセッサ３１１は、メモリ３１２に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、ＡＰ２００との間でデータなどを交換したり、ビームサーチに関する処理を行ったりすることが可能である。
【００５３】
データの交換に関する処理としては、例えば、プロセッサ３１１は、無線部３１０から受け取ったベースバンド信号に対して復調処理などを施してデータなどを抽出し、抽出したデータをモニタに表示させたりする。また、プロセッサ３１１は、例えば、モニタなどから受け取ったデータなどに対して、変調処理などを施してベースバンド信号へ変換し、変換後のベースバンド信号を無線部３１０へ出力する。
【００５４】
ビームサーチに関する処理としては、プロセッサ３１１が、ＡＰ２００から照射された各ビームを利用して送信した無線信号の受信品質を測定して、測定結果をＡＰ２００へ送信する。受信品質としては、例えば、受信電力やＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）など公知の指標を用いてもよい。なお、端末３００は、ビームサーチ結果として、例えば、最も品質のよい方向（例えば、セクタＩＤ）だけをＡＰ２００へ送信したり、そのような方向と受信品質との組み合わせを送信したりしてもよい。
【００５５】
＜動作例＞
次に動作例について説明する。
【００５６】
＜座標軸の定義＞
図８（Ａ）は本第１の実施例で用いる座標軸の例を示す図である。図８（Ａ）に示すように、本第１の実施例においては、３次元の座標軸を用いる。この座標軸上における点Ｘ（ｘ，ｙ，ｚ）に対して、水平方向φと垂直方向θを以下のように定義する。
【００５７】
【数１】
2018129677.tif 000003
【００５８】
【数２】
2018129677.tif 000004
【００５９】
【数３】
2018129677.tif 000005
【００６０】
ただし、θとφは、０≦θ≦π、０≦φ≦２πを満たす。
【００６１】
すなわち、水平方向は、例えば、重力が働く力に対して垂直な面である水平面（又はｘ軸とｙ軸で形成される座標面）に平行な方向であって、φは、３次元座標軸において原点から点Ｘへの水平方向における角度を表している。
【００６２】
一方、垂直方向は、例えば、水平面に垂直な垂直面（又はｘ軸とｚ軸で形成される座標面、又はｙ軸とｚ軸で形成される座標面）に平行な方向であって、θは、３次元座標軸において原点から点Ｘへの垂直方向における角度を表している。
【００６３】
水平方向φと垂直方向θは、実際には、水平方向における角度φ、垂直方向における角度θとして表されるが、以下においては、単に、水平方向φと垂直方向θとそれぞれ記載する場合がある。
【００６４】
本第１の実施の形態において、ＡＰ２００は、水平方向におけるビーム幅は第１の閾値より狭く、垂直方向におけるビーム幅は第２の閾値より広い、ビームサーチ用のビームを用いて、ビームサーチを行う。一方、ＡＰ２００は、通信用のビームについては、水平方向は第１の閾値より狭く、垂直方向の第２の閾値より狭いビームを形成するようにしている。
【００６５】
図８（Ｂ）は、ＡＰ２００におけるビームサーチ用のビームの例を表している。図８（Ｂ）において、ＡＰ＃１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）はＡＰ２００−１の位置を表し、点（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）は端末３００の位置をそれぞれ表している。
【００６６】
そして、ビームサーチ用のビームは垂直方向（θ）において十分広いため、ＡＰ２００は、ビームサーチ用のビームを垂直方向（θ）にサーチすることなく、水平方向（φ）にサーチすることで、ビームサーチを行う。
【００６７】
一方で、ＡＰ２００は、水平方向（φ）と垂直方向（θ）の２つの方向にビームをサーチしてビームサーチを行う場合がある。
【００６８】
しかし、本第１の実施の形態のＡＰ２００は、垂直方向（θ）に対してビームサーチを行わないで、水平方向（φ）に対してビームサーチを行っている。従って、ＡＰ２００は、垂直方向と水平方向に対してビームサーチを行う場合と比較して、ビームサーチに使用するビーム数を削減させることが可能となり、ビームサーチの時間も短縮させることが可能となる。ビームサーチ期間とデータ通信期間とが時分割で行われる場合、ビームサーチ時間の短縮により、データ通信期間が増加するため、データ通信に関してスループットの向上を図ることが可能となる。
【００６９】
＜動作例１＞
図９は本第１の実施の形態における動作例を表す図である。図９に示す動作例は、例えば、制御装置１００で行われる処理を表している。なお、本動作例が行われる前に、各ＡＰ２００は端末３００との間でビームサーチを完了しており、制御装置１００はビームサーチの結果を取得しているものとする。ビームサーチの結果としては、例えば、ＡＰ２００において、端末３００の品質が最もよくなる方向（水平方向φ１）により表されているものとする。
【００７０】
制御装置１００は、処理を開始すると（Ｓ１０）、各ＡＰ２００−１，２００−２のビームサーチ結果を集約する（Ｓ１１）。例えば、サーチ結果集約部１１０が各ＡＰ２００−１，２００−２からビームサーチ結果φ１，φ２’をそれぞれ受信し、これらを集約して制御装置１００へ送信する。
【００７１】
次に、制御装置１００は、各端末３００の位置を推定する（Ｓ１２）。例えば、端末位置推定処理部１２２は、２台のＡＰ２００−１，２００−２の水平位置から、ビームサーチ結果φ１，φ２を水平方向に伸ばした半直線の交点を端末３００の位置として推定する。
【００７２】
図１０（Ａ）は、水平方向におけるＡＰ２００−１，２００−２と端末３００の位置関係の例を表す図である。図１０（Ａ）に示すように、ＡＰ２００−１，２００−２の水平位置をそれぞれ（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）とする。また、２つのＡＰ２００−１，２００−２のそれぞれのサーチ結果を、ＡＰ２００−１，２００−２の正面方向を考慮して、水平方向に適当に回転させた値をφ１，φ２とする。座標（ｘ１，ｙ１）からφ１方向へ伸ばした半直線は、０以上の実数ｒ１を用いて次式により表すことができる。
【００７３】
【数４】
2018129677.tif 000006
【００７４】
式（４）を変形すると、
【数５】
2018129677.tif 000007
を得る。
【００７５】
座標（ｘ２，ｙ２）からφ２方向についても同様に式（４）及び式（５）により表すことができる。
【００７６】
そのため、座標（ｘ，ｙ）が２本の半直線の交点の座標であるとき、
【数６】
2018129677.tif 000008
【００７７】
式（６）を変形すると、２台のＡＰ２００−１，２００−２の水平方向に伸ばした半直線の交点、すなわち、端末３００の水平位置（ｘｄ，ｙｄ）は、
【数７】
2018129677.tif 000009
により算出することが可能となる。
【００７８】
ただし、ＡＰ２００−１のビームサーチ結果を表す方向φ１と、ＡＰ２００−２のビームサーチ結果を表す方向φ２’は、各ＡＰ２００−１，２００−２の設置方向の違いから、基準となる方向が異なっている。例えば、図１０（Ａ）の例では、ＡＰ２００−１のビームサーチ結果を表す方向はＡＰ２００−１の正面方向に対してφ１、ＡＰ２００−１のビームサーチ結果を表す方向はＡＰ２００−２の正面方向に対してφ２’となっている。この場合、２つのＡＰ２００−１，２００−２で基準となる方向（図１０（Ａ）では正面方向）が異なる方向となっている。
【００７９】
そこで、基準となる方向を２つのＡＰ２００−１，２００−２で一致させて、同じ座標系において２つのビームサーチ結果を計算できるようにする。図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）の例では、ＡＰ２００−２の正面方向をＡＰ２００−１の正面方向となるように、ＡＰ２００−２の正面方向をφｒ回転させる。そして、ＡＰ２００−１の正面方向からの角度（φｒ−φ２’＝φ２）を、ＡＰ２００−２におけるビームサーチ結果の方向とする。これにより、ＡＰ２００−１，２００−２のビームサーチ結果を表す方向φ１，φ２’は同一基準方向からの方向φ１，φ２となり得る。
【００８０】
端末位置推定処理部１２２は、同一基準方向となった場合の方向φ１，φ２を、式（７）に代入して、端末３００の水平位置を推定する。端末位置推定処理部１２２は、例えば、以下の処理を行ってもよい。
【００８１】
すなわち、端末位置推定処理部１２２は、サーチ結果集約部１１０からＡＰ２００−１，２００−２のサーチ結果φ１，φ２’を受け取る。端末位置推定処理部１２２は、ＡＰ位置情報記憶部１２１から、回転角φrを読み出して、ＡＰ２００−２におけるビームサーチ結果をφ２へ変更する。端末位置推定処理部１２２は、ＡＰ位置情報記憶部１２１から、ＡＰ２００−１の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とＡＰ２００−２の位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を読み出し、内部メモリから式（７）を読み出す。そして、端末位置推定処理部１２２は、ＡＰ２００−１，２００−２の位置を式（７）に代入して計算することで、端末３００の水平方向の位置（ｘｄ，ｙｄ）を算出し、更に、内部メモリから固定値ｚｄを読み出して、端末３００の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）を推定する。例えば、ＡＰ位置情報記憶部１２１は回転角φrを記憶し、端末位置推定処理部１２２の内部メモリは式（７）と固定値ｚｄを記憶している。
【００８２】
なお、本第１の実施の形態においては、端末３００の垂直位置（ｚｄ）は、固定値を用いる。これは、想定する複数のＡＰ２００が存在するシステムでは、各ＡＰ２００は所定位置に設けられ、端末３００の垂直位置の変動によるＡＰ２００のビームの垂直方向の変動が第３の閾値より小さく、端末の垂直位置（ｚｄ）を正確に推定しなくもよいためである。本第１の実施の形態では、固定値ｚｄは、例えば、人間が立った場合と座った場合の中間点である１ｍとしている。
【００８３】
以上から、端末位置推定処理部１２２は、端末３００の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）を推定することが可能となる。端末位置推定処理部１２２は、例えば、式（７）を用いて、ＡＰ２００−１におけるビームサーチの方向とＡＰ２００−２におけるビームサーチの方向とが交わる交点を、端末３００の位置であると推定している。すなわち、端末位置推定処理部１２２は、例えば、ＡＰ２００−１から交点に対する水平方向φ１とＡＰ２００−２から交点に対する水平方向φ２と、ＡＰ２００−１，２００−２の位置とともに、式（７）に代入することで端末３００の位置を推定する。
【００８４】
なお、３台以上のＡＰ２００が存在する場合、端末位置推定処理部１２２は、例えば、任意の２台のＡＰ２００をペアとし、各ペアにより算出した端末３００の位置に対して、平均した座標を、端末３００の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）として推定してもよい。
【００８５】
図９に戻り、次に、制御装置１００は、各ＡＰ２００の通信用ビームを決定する（Ｓ１３）。例えば、通信用ビーム決定処理部１３０は、推定された端末３００の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）とＡＰ２００−１の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に基づいて、ＡＰ２００−１における水平方向φ１と、垂直方向θ１とを計算する。この場合、通信用ビーム決定処理部１３０は、式（１）から式（３）を変形して、
【数８】
2018129677.tif 000010
【数９】
2018129677.tif 000011
【数１０】
2018129677.tif 000012
により、水平方向φ１と、垂直方向θ１とを計算する。ただし、θとφは、０≦θ≦π、０≦φ≦２πを満たす。
【００８６】
例えば、通信用ビーム決定処理部１３０は、内部メモリに記憶された式（８）から式（１０）を読み出して、端末３００の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）とＡＰ２００−１の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とを式（８）から式（１０）に代入することで、計算する。
【００８７】
そして、通信用ビーム決定処理部１３０は、各ＡＰ２００における基準方向となるように、Ｓ１２で回転させた角度を元に戻すようにする。例えば、図１０（Ｂ）の例では、ＡＰ２００−２は、ＡＰ２００−１の基準方向を基準として水平方向φ２を計算したが、本来のＡＰ２００−２の基準方向（例えば正面方向）へ回転させ、その基準方向からの角度へ変更するようにする。具体的には、図１０（Ｂ）の例では、回転角φｒからφ２を減算した元の角度φ２’をＡＰ２００−１における通信用ビームの水平方向とすればよい。
【００８８】
図９に戻り、次に、制御装置１００は、各ＡＰ２００へ通信用ビーム情報を通知する（Ｓ１４）。例えば、計算結果通知部１４０は、ＡＰ２００−１に対して、水平方向φ１と垂直方向θ１とを通知し、ＡＰ２００−２に対して、水平方向φ２’と垂直方向θ２とを通知する。
【００８９】
そして、制御装置１００は、一連の処理を終了する（Ｓ１５）。
【００９０】
＜動作例２＞
動作例１では、ＡＰ２００がビームサーチの際、水平方向をサーチして垂直方向をサーチしない例について説明した。動作例２は、ＡＰ２００は、垂直方向をサーチし、水平方向はサーチしない例である。
【００９１】
図１１（Ａ）は動作例２において、ＡＰ２００におけるビームサーチ用ビームの例を表している。図１１（Ａ）に示すように、動作例２におけるビームサーチ用のビームは、水平方向（φ）では第１の閾値より十分広く、垂直方向（θ）では第２の閾値より狭いビーム幅となっている。そして、ＡＰ２００−１は、水平方向（φ）のビーム幅は十分大きいため、水平方向（φ）にはビームをサーチすることなく、垂直方向（θ）にビームをサーチして、ビームサーチを行う。従って、水平方向も垂直方向もビームサーチを行う場合と比較して、ＡＰ２００−１は、ビームサーチ用のビームのビーム数を削減させ、ビームサーチ期間の短縮を図り、データ通信のスループットの向上を図ることが可能となる。
【００９２】
具体的には、ＡＰ２００のサーチ用ビーム記憶部２５０には、垂直方向（θ）では第２の閾値より狭く、水平方向（φ）では第１の閾値より広いビーム幅のサーチ用ビームが形成可能な振幅と位相の情報が記憶されてもよい。
【００９３】
垂直方向（θ）へのビームサーチの結果、端末位置推定処理部１２２は、以下の式を用いて、端末３００の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）を推測することが可能である。
【００９４】
【数１１】
2018129677.tif 000013
【００９５】
【数１２】
2018129677.tif 000014
【００９６】
ただし、ｒは、０以上の任意の実数である。
【００９７】
式（１１）と式（１２）は、例えば、ＡＰ２００−１の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を頂点に、円錐面の底面に形成された円上に端末３００が位置する場合を表している。図１１（Ｂ）は、式（１１）と式（１２）を３次元座標軸上に表した例を示す図である。
【００９８】
動作例２においても、端末３００の垂直位置（ｚｄ）を固定値として利用する。
【００９９】
式（１１）と式（１２）を変形すると、
【数１３】
2018129677.tif 000015
となる。
【０１００】
式（１３）は、ＡＰ２００−１と端末３００との関係を表しているが、ＡＰ２００−２と端末３００の関係も、式（１３）と同様に、以下の式で表すことができる。
【０１０１】
【数１４】
2018129677.tif 000016
【０１０２】
そして、端末位置推定処理部１２２は、式（１３）と式（１４）の連立方程式を計算することで、端末の水平方向の位置（ｘｄ，ｙｄ）を算出することが可能となる。
【０１０３】
ただし、θ１やθ２は、動作例１と同様に、複数のＡＰ２００−１，２００−２について同じ座標系となるように各ＡＰ２００−１，２００−２の基準方向（例えば正面方向）を考慮して回転させた値である。
【０１０４】
例えば、端末位置推定処理部１２２は図１０（Ａ）の場合と同様に以下の処理を行う。すなわち、端末位置推定処理部１２２は、ＡＰ２００−２の正面方向を、ＡＰ２００−１の正面方向に一致させるように回転角（θｒ）だけ回転させる。そして、端末位置推定処理部１２２は、ＡＰ２００−２におけるビームサーチ結果を表す垂直方向（θ２’）をＡＰ２００−１の正面方向からの角度θ２（＝θｒ−θ２）に変更する。
【０１０５】
動作例２についても全体の動作例は、例えば、図９により示され、端末３００の位置の推定はＳ１２において行われる。例えば、端末位置推定処理部１２２はＳ１２において以下の処理を行う。すなわち、端末位置推定処理部１２２は、サーチ結果集約部１１０からＡＰ２００−１，２００−２のサーチ結果θ１，θ２’を受け取る。端末位置推定処理部１２２は、ＡＰ位置情報記憶部１２１から、回転角θｒを読み出して、ＡＰ２００−２におけるビームサーチ結果をθ２へ変更する。端末位置推定処理部１２２は、ＡＰ２００−１の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とＡＰ２００−２の位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）をＡＰ位置情報記憶部１２１から読み出し、内部メモリから式（１３）と式（１４）、及び固定値ｚｄを読み出して、式（１３）と式（１４）に値を代入する。ＡＰ位置情報記憶部１２１は、式（１３）と式（１４）の連立方程式を計算して、端末３００の水平方向の位置（ｘｄ，ｙｄ）を算出する。動作例１と同様に動作例２においても、例えば、ＡＰ位置情報記憶部１２１は回転角θｒを記憶し、端末位置推定処理部１２２の内部メモリは式（１３）と式（１４）、及び固定値ｚｄを記憶する。
【０１０６】
この場合、端末位置推定処理部１２２は、連立方程式を計算すると、最大２点のｘｙ座標を求めることが可能である。２点のうち、１点がＡＰ２００−１とＡＰ２００−２のカバーエリア外であるとき、端末位置推定処理部１２２は、他の１点を端末３００の水平方向の位置（ｘｄ，ｙｄ）として推定する。２点とも、ＡＰ２００−１とＡＰ２００−２のカバーエリアの場合、端末位置推定処理部１２２はいずれか一方を任意に選択してもよいし、その平均値を水平方向の位置（ｘｄ，ｙｄ）としてもよい。
【０１０７】
以降は、制御装置１００は動作例１と同様に処理を行う。すなわち、通信用ビーム決定処理部１３０は、式（８）から式（１０）を用いて、各ＡＰ２００の通信用ビームを決定し（Ｓ１３）、決定した通信用ビームに関する情報を各ＡＰ２００へ通知する（Ｓ１４）。
【０１０８】
［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、制御装置１００は、全てのＡＰ２００のサーチ結果を利用して端末３００の位置を推定する方法について説明した。しかし、いくつかのＡＰ２００については、見通し通信経路が遮蔽されており、ビームサーチの結果、制御装置１００は反射パスに向くビームを選択する場合もある。その結果、制御装置１００は、ビームサーチで見つかったビームの水平方向と、端末３００の水平方向とが対応しないため、端末３００の位置を正しく推定できない場合がある。
【０１０９】
そこで、本第２の実施の形態では、制御装置１００は、ＡＰ２００についての見通し通信の可否を判別する。そして、制御装置１００は、見通し通信が可能なＡＰ２００が２台以上存在する端末３００に対してその位置を推定する。一方、制御装置１００は、見通し通信が可能なＡＰ２００が１台以下の端末３００に対しては、ＡＰ２００が水平方向と垂直方向でビームサーチを行うようにする。
【０１１０】
さらに、本第２の実施の形態では、制御装置１００は、端末３００における複数のＡＰ２００による干渉を考慮して、各ＡＰ２００が通信を行う端末を決定するようにする。これにより、例えば、端末３００は干渉を考慮した最適なＡＰ２００と通信が可能となる。
【０１１１】
なお、第２の実施の形態において、見通し通信とは、例えば、ＡＰ２００と端末３００との間に障害物がなく、相互に見通して無線通信が可能な状態のことである。
【０１１２】
＜制御装置、ＡＰ、及び端末の各構成例＞
図１２は、第２の実施の形態における制御装置１００の構成例を表す図である。制御装置１００は、さらに、見通し判定処理部１５０、追加サーチ指示通知部１６０、及び通信端末決定処理部１７０を備える。
【０１１３】
本第２の実施の形態では、各ＡＰ２００は、サーチ結果を表す方向（水平方向φ、又は垂直方向θ）とともに、端末３００で測定された受信品質を端末３００から取得する。そして、各ＡＰ２００は、取得した方向と受信品質を、制御装置１００へ送信する。制御装置１００のサーチ結果集約部１１０は、ＡＰ２００と端末３００のペア毎に、方向と受信品質を集約して、見通し判定処理部１５０へ出力する。
【０１１４】
見通し判定処理部１５０は、サーチ結果集約部１１０から受け取った受信品質に基づいて、ＡＰ２００と端末３００のペアについて見通し通信の可否を判別する。例えば、見通し判定処理部１５０は、サーチ結果集約部１１０から受け取ったＡＰ２００−１に対する端末３００の受信品質が第４の閾値（又は見通し判定閾値）以上のとき、ＡＰ２００−１と端末３００の通信は見通し通信可能（又は見通し「可」）と判定する。他方、例えば、見通し判定処理部１５０は、ＡＰ２００−１に対する端末３００の受信品質が第４の閾値より低いとき、ＡＰ２００−１と端末３００の通信は見通し通信可能ではない（又は見通し「不可」）と判定する。見通し判定処理部１５０は、判定結果を、端末位置推定処理部１２２と追加サーチ指示通知部１６０へ出力する。
【０１１５】
端末位置推定処理部１２２では、見通し通信が「可」と判定されたＡＰ２００と端末３００のペアに対して、ＡＰ２００に対する端末３００の位置を推定するようにする。例えば、ＡＰ２００−１と端末３００の見通し通信が「可」で、ＡＰ２００−２と端末３００の見通し通信が「不可」のときは、端末位置推定処理部１２２では、ＡＰ２００−２と端末３００のサーチ結果を利用することができない。この場合、端末位置推定処理部１２２は、例えば、ＡＰ２００−３と端末３００の見通し通信が「可」であれば、ＡＰ２００−１とＡＰ２００−３の端末３００に対するサーチ結果を利用して、端末３００の位置を推定する。
【０１１６】
追加サーチ指示通知部１６０は、見通し判定の判定結果を受け取り、見通し判定処理部１５０において見通し通信が可能と判定された端末３００と通信可能なＡＰ２００が１台以下のとき、追加のビームサーチ指示を通知する。追加のビームサーチ指示とは、例えば、ＡＰ２００において、ビームサーチを水平方向又は垂直方向のいずれか一方向で行われるが、ビームサーチが行われてない方向に対して、ビームサーチを行うように指示された情報である。
【０１１７】
端末３００において見通し通信が可能なＡＰ２００が１台以下（１台又は０台。以下では、「１台以下」と称する場合がある。）の場合は、例えば、端末位置推定処理部１２２では水平方向又は垂直方向のいずれか一方を用いて端末３００の位置を推定することはできない。そのため、追加サーチ指示通知部１６０は、そのような端末３００と無線通信を行うＡＰ２００に対して、水平方向と垂直方向の双方向でビームサーチを行わせるようにし、ＡＰ２００において端末３００で良好な受信状況が得られるビームの水平方向と垂直方向の双方向を推定させるようにしている。これにより、ＡＰ２００との見通し通信が１台以下の端末３００であっても、ＡＰ２００は端末３００で良好な受信状況が得られるビームの水平方向と垂直方向の双方向を正しく推定し、通信用ビームをその方向へ照射ことが可能となる。
【０１１８】
通信端末決定処理部１７０は、端末位置推定処理部１２２から端末３００の位置情報を受け取り、ＡＰ位置情報記憶部１２１からＡＰ２００−１，２００−２の位置情報を読み出し、サーチ結果集約部１１０から受信品質情報を受け取る。そして、通信端末決定処理部１７０は、端末３００の位置、ＡＰ２００−１，２００−２の位置、及び受信品質に基づいて、端末３００と無線通信を行うＡＰ２００−１を決定する。詳細は動作例で説明する。通信端末決定処理部１７０は、決定したＡＰ２００−１と端末３００のペアを、通信用ビーム決定処理部１３０へ通知する。通信用ビーム決定処理部１３０は、通信端末決定処理部１７０で決定したＡＰ２００−２と端末３００に対して、通信用ビームを決定し、決定した通信用ビームに関する情報をＡＰ２００−１へ通知する。
【０１１９】
図１３は、第２の実施の形態におけるＡＰ２００の構成例を表す図である。ＡＰ２００は、さらに、追加サーチ指示受信部２７０と追加サーチ用ビーム記憶部２７５とを備える。
【０１２０】
追加サーチ指示受信部２７０は、制御装置１００から送信された追加サーチ指示を受信すると、追加サーチ指示を受信した旨をビームフォーミング処理部２６０へ通知する。
【０１２１】
追加サーチ用ビーム記憶部２７５は、水平方向と垂直方向にビームサーチが可能な追加サーチ用のビーム情報を記憶する。例えば、追加サーチ用ビーム記憶部２７５は、水平方向が第１の閾値より狭く、垂直方向も第２の閾値より狭いビームがアンテナ２６１，２６２から形成可能な振幅と位相の情報が記憶されてもよい。
【０１２２】
この場合、ビームフォーミング処理部２６０では、追加サーチ指示受信部２７０から追加サーチ指示を受信した旨の通知を受け取ると、追加サーチ用ビーム記憶部２７５に記憶された追加サーチ用ビームに関する情報を読み出す。そして、ビームフォーミング処理部２６０は、アンテナ２６１，２６２に対して、追加サーチ用のビームを形成させる。
【０１２３】
なお、制御装置１００とＡＰ２００のハードウェア構成例は、第１の実施の形態と同様に、図４と図６にそれぞれ示す。
【０１２４】
この場合、制御装置１００のプロセッサ１８１は、例えば、メモリ１８２に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、見通し判定処理部１５０と通信端末決定処理部１７０の機能を実行する。プロセッサ１８１は、例えば、見通し判定処理部１５０と通信端末決定処理部１７０に対応する。また、ネットワークインタフェース回路１８０は、例えば、追加サーチ指示通知部１６０に対応する。
【０１２５】
また、例えば、ＡＰ２００のネットワークインタフェース回路２８０は、追加サーチ指示受信部２７０に対応し、メモリ２８２は、追加サーチ用ビーム記憶部２７５に対応する。
【０１２６】
さらに、端末３００の構成例も、第１の実施の形態と同様に、図７に示している。
【０１２７】
＜動作例＞
図１４は、第２の実施の形態における動作例を表すフローチャートである。
【０１２８】
制御装置１００は、処理を開始すると（Ｓ２０）、各ＡＰ２００のビームサーチ結果を集約する（Ｓ２１）。例えば、サーチ結果集約部１１０は、サーチ結果として、品質が最もよいサーチ用ビームの水平方向と、その水平方向の端末３００における受信品質とを、各ＡＰ２００から受信し、集約して、見通し判定処理部１５０へ出力する。
【０１２９】
次に、制御装置１００は、各端末３００に対する見通しを判定する（Ｓ２２）。例えば、見通し判定処理部１５０は、受信品質と第４の閾値とを比較して、受信品質が第４の閾値以上のとき、見通し「可」と判定し、受信品質が第４の閾値より小さいとき、見通し「不可」と判定する。見通し判定処理部１５０は、見通し判定の結果と、判定したＡＰ２００と端末３００のペアの情報とを、端末位置推定処理部１２２と追加サーチ指示通知部１６０へ出力する。
【０１３０】
次に、制御装置１００は、端末群Ａの各端末３００の位置を推定する（Ｓ２３）。端末群Ａは、例えば、見通し通信が可能なＡＰ数が２以上ある端末群のことである。本第２の実施の形態では、制御装置１００は、見通し通信可能と判定されたＡＰ２００の端末３００に対する位置を推定するようにしている。各ＡＰ２００の端末３００に対する位置の推定方法の具体例は、第１の実施の形態（Ｓ１２）と同様に、端末位置推定処理部１２２が式（７）と固定値（ｚｄ）を用いて、端末３００の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）を推定する。
【０１３１】
次に、制御装置１００は、ＡＰ２００と通信を行う端末３００を決定する（Ｓ２４）。例えば、通信端末決定処理部１７０は、端末３００における干渉を考慮して、端末３００の位置情報、ＡＰ２００の位置情報、及び、受信品質情報に基づいて、ＡＰ２００と通信を行う端末３００を決定する。
【０１３２】
干渉がない状況では、ビームサーチによって取得した受信品質が最も高いＡＰ２００と端末３００が通信を行えばよい。しかし、実際には、複数のＡＰ２００が同一エリアをカバーし、複数のＡＰ２００間で干渉が発生する場合がある。そこで、通信端末決定処理部１７０は、他の端末３００への干渉ができるだけ小さく、かつ、受信品質ができるだけ良好な端末３００となる、ＡＰ２００と端末３００のペアを決定する。
【０１３３】
通信端末決定処理部１７０では、例えば、以下の処理を行う。すなわち、ＡＰ２００−１の位置を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、端末３００の位置を（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）とする。また、ＡＰ２００−１，２００−２のアレイアンテナ２６１，２６２を、Ｍ×Ｎ素子、間隔ｄの平面アンテナとする。この場合、ＡＰ２００−１のアンテナ素子（ｍ，ｎ）と端末３００の間の伝搬チャネルは以下の式を用いて推定可能である。
【０１３４】
【数１５】
2018129677.tif 000017
【０１３５】
ここで、ｒ１は、ＡＰ２００−１と端末３００の間の距離を表し、
【数１６】
2018129677.tif 000018
で表すことができる。
【０１３６】
式（１５）において、例えば、ｈｍ，ｎはアンテナ素子（ｍ，ｎ）が端末３００に与える受信電力の伝搬利得、λはアンテナ素子（ｍ，ｎ）から送信される無線信号の波長をそれぞれ表す。波長λは、例えば、固定値として、通信端末決定処理部１７０の内部メモリに式（１５）などともに記憶されている。また、式（１５）のφ１とθ１は、ＡＰ２００−１から見たＡＰ２００−１の正面方向に対する端末３００の水平方向と垂直方向をそれぞれ表し、式（８）から式（１０）を用いて得られる。ただし、式（１５）では、自由空間伝搬利得を表しており、伝搬パスは直接波のみであると仮定している。
【０１３７】
この場合、ＡＰ２００−１がビームを形成したときの端末３００での受信電力Ｐ１は、
【数１７】
2018129677.tif 000019
を利用して推定可能である。
【０１３８】
式（１７）において、Ｐｔｘは、ＡＰ２００−１のアンテナ２６１，２６２における全アンテナ素子からの総送信電力を表す。また、ｗｍ，ｎは、アンテナ素子（ｍ，ｎ）のビームフォーミングウェイトをそれぞれ表す。ビームフォーミングウェイトｗｍ，ｎは、方向（φ，θ）へビームを向ける場合には、
【数１８】
2018129677.tif 000020
により、与えられる。
【０１３９】
以上から、通信端末決定処理部１７０は、例えば、以下の計算を行う。すなわち、通信端末決定処理部１７０は、ＡＰ２００−１の位置とある端末３００（例えば端末３００−１）の位置を式（８）〜（１０）に代入し、その結果を式（１８）に代入して計算を行う。これにより、通信端末決定処理部１７０は、ＡＰ２００−１がある端末３００にビームを向けたときのビームフォーミングウェイトを得る。また、通信端末決定処理部１７０は、ＡＰ２００−１の位置と他の端末３００（例えば端末３００−２）の位置を式（８）〜（１０）と式（１６）に代入し、その結果を式（１５）に代入して計算を行う。これにより、通信端末決定処理部１７０は、ＡＰ２００−１に対する他の端末３００の伝搬チャネルを得る。そして、通信端末決定処理部１７０は、計算により得たビームフォーミングウェイトと伝搬チャネルとを式（１７）に代入することで、ＡＰ２００−１がある端末３００にビームを向けたときの他の端末３００における受信電力Ｐ１を推定する。
【０１４０】
また、通信端末決定処理部１７０は、推定された端末３００の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）とＡＰ２００−２の位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を、上述した場合と同様にして、以下の式、および、式（１８）に代入して、ＡＰ２００−２がある端末３００にビームを向けたときの別の端末３００における受信電力Ｐ２を推定する。
【０１４１】
【数１９】
2018129677.tif 000021
【０１４２】
【数２０】
2018129677.tif 000022
【０１４３】
【数２１】
2018129677.tif 000023
【０１４４】
なお、これらの式も、例えば、通信端末決定処理部１７０の内部メモリに記憶され、通信端末決定処理部１７０は処理の際に適宜読み出して処理を行う。  
【０１４５】
通信端末決定処理部１７０は、受信電力Ｐ１，Ｐ２が他の端末に与える干渉電力であるとして、受信電力Ｐ１，Ｐ２と第５の閾値（干渉電力閾値）を比較して、受信電力Ｐ１，Ｐ２が第５の閾値以下であるＡＰ２００−１，２００−２と端末３００のペアを選択する。そして、通信端末決定処理部１７０は、干渉電力が第５の閾値以下であるペアの中で、サーチ結果集約部１１０から受け取った受信品質が最大のペア（例えばＡＰ２００−１と端末３００）を、無線通信を行うペアとして決定する。これにより、例えば、端末３００において見通し通信可能な複数のＡＰ２００−１，２００−２のうち、受信品質が最も良いＡＰ２００−１と無線通信が可能となる。
【０１４６】
なお、式（１６）から式（１８）は、例えば、通信端末決定処理部１７０の内部メモリに記憶されている。通信端末決定処理部１７０は、本処理（Ｓ２４）の際に内部メモリから、式（１６）から式（１８）を適宜読み出して、端末３００の位置やＡＰ２００の位置を式（１６）から式（１８）に代入して計算することで、処理が可能となっている。
【０１４７】
また、通信端末決定処理部１７０では、位置を推定できない端末３００や干渉が問題とならない環境では、受信品質が最大のＡＰ２００と端末３００が通信を行うペアとして選択してもよい。
【０１４８】
次に、制御装置１００は、各ＡＰ２００の通信用ビームを決定する（Ｓ２５）。例えば、通信用ビーム決定処理部１３０は、通信端末決定処理部１７０で決定されたＡＰ２００と端末３００のペアに対して、ＡＰ２００の通信用ビームを決定する。具体的な決定方法は、第１の実施の形態と同様に、式（８）から式（１０）などを用いて計算すればよい。
【０１４９】
次に、制御装置１００は、決定した通信用ビームに関する情報を、各ＡＰ２００へ通知する（Ｓ２６）。
【０１５０】
次に、制御装置１００は、端末群Ｂの端末と通信を行うＡＰ２００に対して追加のサーチ実施を通知する（Ｓ２７）。端末群Ｂは、例えば、見通し通信可能なＡＰ数が１つ以下である端末群である。例えば、追加サーチ指示通知部１６０は、以下の処理を行う。すなわち、追加サーチ指示通知部１６０は、見通し判定処理部１５０から、見通し判定の結果と、そのような結果となったＡＰ２００と端末３００のペアの情報を受け取る。そして、追加サーチ指示通知部１６０は、ある端末３００について、見通し判定が「可」となるＡＰ２００の台数をカウントし、そのカウント値が「１」以下のときは、その端末３００を端末群Ｂに組み入れる。追加サーチ指示通知部１６０は、端末群Ｂの端末３００とペアになっているＡＰ２００に対して、追加のサーチ実施を通知する。或いは、このようなカウントは、見通し判定処理部１５０で行い、端末群Ｂに属する端末３００と通信を行うＡＰ２００の情報を見通し判定処理部１５０から追加サーチ指示通知部１６０へ出力することで、追加サーチ指示通知部１６０がＡＰ２００へ通知してもよい。
【０１５１】
そして、制御装置１００は、一連の処理を終了する（Ｓ２８）。
【０１５２】
［第３の実施の形態］
図１５は、第３の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を表す図である。無線通信システム１０は、制御装置１００、第１及び第２の基地局装置２００−１，２００−２、及び端末３００を備える。
【０１５３】
第１及び第２の基地局装置２００−１，２００−２は、端末３００と無線通信を行う。第１及び第２の基地局装置２００−１，２００−２は、例えば、第１及び第２の実施の形態におけるＡＰ２００−１，２００−２にそれぞれ対応する。
【０１５４】
制御装置１００は、サーチ結果集約部１１０と、端末位置推定処理部１２２と、通信用ビーム決定処理部１３０、及び計算結果通知部１４０を備える。
【０１５５】
サーチ結果集約部１１０は、第１のビームサーチ結果と第２のビームサーチ結果とを、第１及び第２の基地局装置２００−１，２００−２からそれぞれ受信する。第１のビームサーチ結果は、第１の基地局装置２００−１で測定されたビームサーチの結果を表す。また、第２のビームサーチ結果は、第２の基地局装置２００−２で測定されたビームサーチの結果を表す。
【０１５６】
端末位置推定処理部１２２は、サーチ結果集約部から受け取った第１のビームサーチ結果と第２のビームサーチ結果とに基づいて、端末３００の位置を推定する。
【０１５７】
通信用ビーム決定処理部１３０は、推定された端末３００の位置に基づいて、第１の基地局装置２００−１の端末３００に対する第１の通信用ビームと第２の基地局装置２００−２の端末３００に対する第２の通信用ビームとを決定する。
【０１５８】
計算結果通知部１４０は、記第１の通信用ビームに関する情報と第２の通信用ビームに関する情報とを第１の基地局装置２００−１と前記第２の基地局装置２００−２へそれぞれ通知する。
【０１５９】
このように、端末位置推定処理部１２２では、第１及び第２のビームサーチ結果に基づいて端末３００の位置を推定する。この場合、端末位置推定処理部１２２では、第１及び第２の基地局装置２００−１，２００−２において全方向におけるビームサーチの結果ではなく、一部の方向のビームサーチの結果を利用して、端末３００の位置を推定することが可能である。従って、第１及び第２の基地局装置２００−１，２００−２では全方向においてビームサーチを行うことなく一部の方向においてビームサーチを行うことが可能となる。よって、全方向においてビームサーチを行う場合と比較して、第１及び第２の基地局装置２００−１，２００−２では、ビームサーチに利用するビーム数の削減を図ることが可能となる。第１及び第２の基地局装置２００−１，２００では、端末３００との通信に関して、ビームサーチ期間とデータ通信期間とが時分割で行われる場合、ビーム数の削減により、データ通信期間がその分増加する。よって、本無線通信システム１０は、データ通信についてのスループットを向上させることが可能となる。
【０１６０】
［その他の実施の形態］
第１及び第２の実施の形態においては、例えば、図２（Ａ）などに示されるように、ＡＰ２００は、ビームサーチ期間とデータ通信期間が時分割となっている例について説明した。例えば、ＡＰ２００は、ビームサーチとデータ通信について異なる周波数を使用する場合（又は周波数分割）であっても、第１及び第２の実施の形態は適用可能である。この場合、ＡＰ２００は、予め決められた範囲の周波数を利用して、例えば、図２（Ｂ）などの場合と同様に、どの方向が端末３００において受信品質が最も良かったのかをサーチする。そして、制御装置１００は、第１及び第２の実施の形態と同様に、サーチ結果を制御装置１００へ送信する。以降は、制御装置１００やＡＰ２００、端末３００は、第１及び第２の実施の形態と同様に実施することが可能である。この場合も、垂直方向と水平方向の双方をビームサーチする場合と比較して、ビームサーチに使用するビーム数は減少するため、ビームサーチで使用される周波数を削減させることが可能となる。従って、データ通信用の周波数がその分多く利用でき、周波数分割の場合であっても、データ通信に関するスループットを向上させることができる。
【０１６１】
また、第１及び第２の実施の形態では、無線通信方式として、無線ＬＡＮを例にして説明した。例えば、データ通信とビームサーチとが時分割で行われたり周波数分割で行われたりする無線通信方式であれば、どのような無線通信方式であっても適用可能である。
【０１６２】
以上まとめると付記のようになる。
【０１６３】
（付記１）
第１の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第１のビームサーチ結果と第２の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第２のビームサーチ結果とを受信するサーチ結果集約部と、
受信した前記第１のビームサーチ結果と前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、端末装置の位置を推定する端末位置推定処理部と、
推定された前記端末装置の位置に基づいて、前記第１の基地局装置の前記端末装置に対する第１の通信用ビームと前記第２の基地局装置の前記端末装置に対する第２の通信用ビームとを決定する通信用ビーム決定処理部と、
前記第１の通信用ビームに関する情報と前記第２の通信用ビームに関する情報とを前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置へそれぞれ通知する計算結果通知部と
を備えることを特徴とする制御装置。
【０１６４】
（付記２）
前記端末位置推定処理部は、
前記第１の基地局装置において水平面に平行な第１の方向にサーチした結果を表す前記第１のビームサーチ結果と、前記第２の基地局装置において前記第１の方向にサーチした結果を表す前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、又は、
前記第１の基地局装置において前記水平面に垂直な垂直面に平行な第２の方向にサーチした結果を表す前記第１のビームサーチ結果と、前記第２の基地局装置において前記第２の方向にサーチした結果を表す前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、
前記端末装置の位置を推定することを特徴とする付記１記載の制御装置。
【０１６５】
（付記３）
前記端末位置推定処理部は、
前記第１の基地局装置において、前記第１の方向で前記端末装置の受信品質が最も良い角度を前記第１のビームサーチ結果とし、前記第２の基地局装置において、前記第１の方向で前記端末装置の受信品質が最も良い角度を前記２のビームサーチ結果とする、又は、
前記第１の基地局装置において、前記第２の方向で前記端末装置の受信品質が最も良い角度を前記第１のビームサーチ結果とし、前記第２の基地局装置において、前記第２の方向で前記端末装置の受信品質が最も良い角度を前記第２のビームサーチ結果とする、
ことを特徴とする付記２記載の制御装置。
【０１６６】
（付記４）
前記水平面は、ｘ軸とｙ軸により形成された面であり、前記垂直面は、ｘ軸とｘ軸に垂直なｚ軸とにより形成された面、又は、ｙ軸とｙ軸に垂直なｚ軸とにより形成された面である、ことを特徴とする付記２記載の制御装置。
【０１６７】
（付記５）
前記端末位置推定処理部は、前記第１のビームサーチ結果と前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、前記第１の基地局装置で行われるビームサーチの方向と、前記第２の基地局装置で行われるビームサーチの方向とが交わる交点を、前記端末装置の位置として推定することを特徴とする付記１記載の制御装置。
【０１６８】
（付記６）
さらに、前記第１及び第２の基地局装置の位置情報を記憶する基地局装置位置情報記憶部を備え、
前記端末位置推定処理部は、前記第１のビームサーチ結果として、前記第１の基地局装置において前記端末装置の受信品質が最も良い前記第１の方向における角度φ１と、前記第２の基地局装置において前記端末装置の受信品質が最も良い前記第１の方向における角度φ２とを、前記サーチ結果集約部から受け取り、前記基地局装置位置情報記憶部から前記第１の基地局装置の位置情報（ｘ１，ｙ１）と第２の基地局装置の位置情報（ｘ２，ｙ２）とを読み出し、前記端末装置位置推定処理部の内部メモリに記憶された以下の式（１９）とを読み出して、前記角度φ１，φ２と第１及び第２の基地局装置の位置情報（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）を以下の式（１９）に代入して、前記端末装置の位置（ｘｄ，ｙｄ）を算出し、さらに、前記内部メモリに記憶された固定値ｚｄを読み出して、前記端末装置の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）を推定することを特徴する付記４記載の制御装置。
【数２２】
2018129677.tif 000024
【０１６９】
（付記７）
さらに、前記第１及び第２の基地局装置の位置情報を記憶する基地局装置位置情報記憶部を備え、
前記端末位置推定処理部は、前記第１のビームサーチ結果として、前記第１の基地局装置において前記端末装置の受信品質が最も良い前記第２の方向における角度θ１と、前記第２の基地局装置において前記端末装置の受信品質が最も良い前記第２の方向における角度θ２とを、前記サーチ結果集約部から受け取り、前記基地局装置位置情報記憶部から前記第１の基地局装置の位置情報（ｘ１，ｙ１）と第２の基地局装置の位置情報（ｘ２，ｙ２）とを読み出し、前記端末装置位置推定処理部の内部メモリに記憶された以下の式（２３）と式（２４）、及び固定値ｚｄを読み出して、前記角度θ１，θ２と第１及び第２の基地局装置の位置情報（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）を以下の式（２０）と式（２１）に代入して、計算することで、前記端末装置の位置（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）を推定することを特徴する付記４記載の制御装置。
【数２３】
2018129677.tif 000025
【数２４】
2018129677.tif 000026
【０１７０】
（付記８）
前記第１及び第２のビームサーチ結果は、前記第１及び第２の基地局装置におけるビームサーチにより前記端末装置において測定された最も品質の良い第１及び第２の受信品質をそれぞれ含み、
さらに、前記第１の受信品質が見通し判定閾値以上のとき、前記第１の基地局装置と前記端末装置の通信を見通し通信可能と判定し、前記第２の受信品質が前記見通し判定閾値以上のとき前記第２の基地局装置と前記端末装置の通信を見通し通信可能と判定する見通し判定処理部を備え、
前記端末位置推定処理部は、前記見通し判定処理において見通し通信可能と判定された前記第１及び第２の基地局装置における前記第１及び第２のビームサーチ結果に基づいて、前記端末装置の位置を推定する
ことを特徴とする付記２記載の制御装置。
【０１７１】
（付記９）
さらに、追加サーチ指示通知部を備え、
前記見通し判定処理部は、前記第１の受信品質が前記見通し判定閾値より小さいとき、前記第１の基地局装置と前記端末装置の通信を見通し通信可能ではないと判定し、
前記追加サーチ指示通知部は、前記見通し判定処理部において見通し通信可能と判定された前記端末装置と通信可能な基地局装置が１台以下のとき、前記第２の基地局装置においてサーチを行っていない前記第１又は第２の方向においてビームサーチを行うように前記第２の基地局装置に対して指示する
ことを特徴とする付記８記載の制御装置。
【０１７２】
（付記１０）
さらに、
前記第１及び第２の基地局装置の位置を記憶する基地局装置位置情報記憶部と、
前記端末位置推定処理部で推定された前記端末装置の位置、前記基地局装置位置情報記憶部から読み出した前記第１及び第２の基地局装置の位置、及び、前記第１及び第２の受信品質情報に基づいて、前記端末装置と無線通信を行う前記第１又は第２の基地局装置を決定する通信端末位置決定処理部と
を備えることを特徴とする付記８記載の制御装置。
【０１７３】
（付記１１）
前記通信端末位置決定処理部は、前記端末装置の位置と前記第１及び第２の基地局装置の位置とに基づいて、内部メモリから読み出した以下の式（２２）から式（２４）を利用して、前記第１の基地局装置に対する前記端末装置における第１の受信電力Ｐ１と、前記第２の基地局装置に対する前記端末装置における第２の受信電力Ｐ２とを計算し、前記第１及び第２の受信電力が干渉電力閾値以下であって、前記端末装置に対して受信品質が最も良い前記第１の基地局装置を前記端末装置と無線通信を行う基地局装置として決定し、
前記通信用ビーム決定処理部は、前記第２の通信用ビームを決定することなく、前記通信端末位置決定処理部で決定された前記第１の基地局装置に対して前記第１の通信用ビームを決定し、
前記計算結果通知部は、前記第２の通信用ビームに関する情報を前記第２の基地局装置へ送信することなく、前記通信用ビーム決定処理で決定された前記第１の通信用ビームに関する情報を前記第１の基地局装置へ送信する
ことを特徴とする付記１０記載の制御装置。
【数２５】
2018129677.tif 000027
【数２６】
2018129677.tif 000028
【数２７】
2018129677.tif 000029
【数２８】
2018129677.tif 000030
【数２９】
2018129677.tif 000031
【数３０】
2018129677.tif 000032
【数３１】
2018129677.tif 000033
（ただし、（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）は前記端末装置の位置、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）は前記第１の基地局装置の位置、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）は前記第２の基地局装置の位置、（ｍ，ｎ）は前記第１及び第２の基地局装置のアンテナ素子（０≦ｍ≦Ｍ，０≦ｎ≦Ｎ）、ｈｍ，ｎは伝搬利得、ｗｍ，ｎはアンテナ素子（ｍ，ｎ）に与えられるビームフォーミングウェイト、λはアンテナ素子（ｍ，ｎ）から送信される無線信号の波長をそれぞれ表す。）
【０１７４】
（付記１２）
前記第１のビームサーチ結果は、前記第１の基地局装置において前記第２の方向にサーチすることなく前記第１の方向にサーチした結果を表し、前記第２のビームサーチ結果は、前記第２の基地局装置において前記第２の方向にサーチすることなく前記第１の方向にサーチした結果を表す、又は、
前記第１のビームサーチ結果は、前記第１の基地局装置において前記第１の方向にサーチすることなく前記第２の方向にサーチした結果を表し、前記第２のビームサーチ結果は、前記第２の基地局装置において前記第１の方向にサーチすることなく前記第２の方向にサーチした結果を表す
ことを特徴とする付記２記載の制御装置。
【０１７５】
（付記１３）
端末装置と、
前記端末装置と無線通信を行う第１及び第２の基地局装置と、
制御装置とを備えた無線通信システムにおいて、
前記制御装置は、
前記第１の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第１のビームサーチ結果と前記第２の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第２のビームサーチ結果とを受信するサーチ結果集約部と、
受信した前記第１のビームサーチ結果と前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、端末装置の位置を推定する端末位置推定処理部と、
推定された前記端末装置の位置に基づいて、前記第１の基地局装置の前記端末装置に対する第１の通信用ビームと前記第２の基地局装置の前記端末装置に対する第２の通信用ビームとを決定する通信用ビーム決定処理部と、
前記第１の通信用ビームに関する情報と前記第２の通信用ビームに関する情報とを前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置へそれぞれ通知する計算結果通知部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【０１７６】
（付記１４）
ビームサーチ結果集約部と端末位置推定処理部、通信用ビーム決定処理部、及び計算結果通知部とを有する制御装置におけるビーム決定方法であって、
前記サーチ結果集約部により、第１の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第１のビームサーチ結果と第２の基地局装置で測定されたビームサーチの結果を表す第２のビームサーチ結果とを受信し、
前記端末位置推定処理部により、受信した前記第１のビームサーチ結果と前記第２のビームサーチ結果とに基づいて、端末装置の位置を推定し、
前記通信用ビーム決定処理部により、推定された前記端末装置の位置に基づいて、前記第１の基地局装置の前記端末装置に対する第１の通信用ビームと前記第２の基地局装置の前記端末装置に対する第２の通信用ビームとを決定し、
前記計算結果通知部により、前記第１の通信用ビームに関する情報と前記第２の通信用ビームに関する情報とを前記第１の基地局装置と前記第２の基地局装置へそれぞれ通知する
ことを特徴とするビーム決定方法。
【符号の説明】
【０１７７】
１０：無線通信システム              １００：制御装置
１１０：サーチ結果集約部            １２０：位置情報管理部
１２１：ＡＰ位置情報記憶部          １２２：端末位置推定処理部
１３０：通信用ビーム決定処理部      １４０：計算結果通知部
１５０：見通し判定処理部            １６０：追加サーチ指示通知部
１７０：通信端末決定処理部          １８１：プロセッサ
２００：ＡＰ                        ２１０：送受信処理部
２２０：サーチ結果通知部            ２３０：計算結果受信部
２４０：通信用ビーム記憶部          ２５０：サーチ用ビーム記憶部
２６０：ビームフォーミング処理部    ２６１，２６２：アンテナ
２７０：追加サーチ指示受信部        ２７５：追加サーチ用ビーム記憶部
２８１：プロセッサ                  ３００：端末
【図１】
2018129677.tif 000034
【図２】
2018129677.tif 000035
【図３】
2018129677.tif 000036
【図４】
2018129677.tif 000037
【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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