CN107408974B - 无线通信装置和无线通信控制方法 - Google Patents

无线通信装置和无线通信控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107408974B
CN107408974B CN201680012511.2A CN201680012511A CN107408974B CN 107408974 B CN107408974 B CN 107408974B CN 201680012511 A CN201680012511 A CN 201680012511A CN 107408974 B CN107408974 B CN 107408974B
Authority
CN
China
Prior art keywords
communication terminal
movement
information
wireless communication
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680012511.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107408974A (zh
Inventor
小林真史
白方亨宗
漆原伴哉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN107408974A publication Critical patent/CN107408974A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107408974B publication Critical patent/CN107408974B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0632—Channel quality parameters, e.g. channel quality indicator [CQI]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868—Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/088—Hybrid systems, i.e. switching and combining using beam selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/006—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management with additional information processing, e.g. for direction or speed determination
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0426—Power distribution
    • H04B7/043—Power distribution using best eigenmode, e.g. beam forming or beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

公开了无线通信装置，使用多个天线，切换多个波束图案天线，用天线对通信终端进行无线通信，获取表示无线通信的通信质量的质量信息和表示通信终端相对天线的相对位置的移动的移动信息，基于获取的质量信息和移动信息，控制天线切换的波束图案。

Description

无线通信装置和无线通信控制方法
技术领域
本发明涉及用多个天线元件切换波束图案(beam pattern)的无线通信装置和无线通信控制方法。
背景技术
伴随数字设备的高功能，搭载了无线LAN(Local Area Network；局域网)的访问点(access point)和终端装置在广泛地普及。近年来，因大容量高速无线通信的需求的提高，超吉比特的高速无线LAN的普及取得进展。
因此，用多个天线元件进行指向性通信的毫米波(60GHz)高速无线通信引人瞩目(例如，参照专利文献1)。
专利文献1中记载的技术(以下称为“现有技术”)，对每个通信对象，通过被称为波束成形训练的过程判定通信质量良好的方向，向判定的方向形成指向性高的通信区域(以下称为“波束”)进行无线通信。由此，现有技术可以提高无线通信的发送电平和接收电平，可以延长通信距离。此外，现有技术可以使波束的宽度(半值角)窄，所以可以通过空间分割降低无线通信间的干扰。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－112898号公报
发明内容
可是，在通信主体中包含移动信息终端等的移动体的情况下，容易产生用户密度高的区域，无线通信装置间的相对位置容易变化。因此，现有技术无法适合提高通信的吞吐量。
理由为以下那样。在通信对象的位置因相对位置的变化而在波束之外、通信被中断的情况下，需要再次进行波束成形训练。此外，为了防止这样的通信的断开，需要频繁地进行波束成形训练。而且，若频繁地进行波束成形训练，则训练信号对其他通信产生干扰的机会增大，有可能使该其他通信的吞吐量也降低。
本发明提供在通信主体中包含移动体的情况中也可以提高通信的吞吐量的无线通信装置和无线通信控制方法。
本发明的无线通信装置包括：天线单元，使用多个天线元件，切换多个波束图案；通信单元，用所述天线单元，对于通信终端进行无线通信；质量信息获取单元，获取表示所述无线通信的通信质量的质量信息；移动信息获取单元，获取表示所述通信终端相对所述天线单元的相对位置的移动的移动信息；以及波束控制单元，基于获取的所述质量信息和所述移动信息，控制所述天线单元切换的所述波束图案。
本发明的无线通信控制方法，是具有使用多个天线元件切换多个波束图案的天线单元、以及用所述天线单元对于通信终端进行无线通信的通信单元的无线通信装置中的无线通信控制方法，包括以下步骤：获取表示所述无线通信的通信质量的质量信息的步骤；获取表示所述无线通信终端对所述天线单元的相对位置的移动的移动信息的步骤；以及基于获取的所述质量信息和所述移动信息，控制所述天线单元切换的所述波束图案的步骤。
根据本发明，在通信主体中包含移动体的情况下也可以提高通信的吞吐量。
附图说明
图1说明本发明的一实施方式中的波束成形训练。
图2说明本实施方式中的波束成形训练。
图3表示一例本实施方式中的波束图案和通信终端的位置之间的关系。
图4A表示本实施方式中的波束图案的切换方案的第1例。
图4B表示本实施方式中的波束图案的切换方案的第1例。
图5A表示本实施方式中的波束图案的切换方案的第2例。
图5B表示本实施方式中的波束图案的切换方案的第2例。
图6A表示本实施方式中的波束图案的切换方案的第3例。
图6B表示本实施方式中的波束图案的切换方案的第3例。
图7表示一例本实施方式的无线通信装置的结构。
图8表示一例本实施方式中的MCS－接收灵敏度信息的内容。
图9表示一例本实施方式中的使用天线数－天线增益信息的内容。
图10表示一例本实施方式中的波束图案信息的内容。
图11表示一例本实施方式中的装置类别－移动信息的内容。
图12表示一例本实施方式中的速度－移动信息的内容。
图13表示一例本实施方式中的业务－移动信息的内容。
图14表示一例本实施方式中的电池－移动信息的内容。
图15表示本实施方式中的帧格式的第1例。
图16表示本实施方式中的帧格式的第2例。
图17表示本实施方式中的帧格式的第3例。
图18通过流程图表示一例本实施方式的无线通信装置的动作。
图19通过流程图表示一例本实施方式中的判定处理。
图20表示一例本实施方式中的推荐动作的内容。
图21通过流程图表示一例与本实施方式中的推荐动作对应的判定处理。
图22通过流程图表示一例对应于推荐动作的无线通信装置的动作。
图23表示本实施方式中的帧格式的第4例。
图24表示本实施方式中的帧格式的第5例。
图25表示本实施方式中的帧格式的第6例。
图26表示本实施方式中的帧格式的第7例。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的一实施方式。
＜波束成形训练的概要＞
首先，说明本实施方式的无线通信装置进行的、波束成形训练的概要。
图1和图2是用于说明波束成形训练的图。
如图1和图2所示，这里，说明存在本实施方式的无线通信装置100和通信终端200，通过它们之中至少一方移动，无线通信装置100和通信终端200靠近的情况。
再者，通信终端200也可以具有与后述的无线通信装置100的结构相同的结构。即，通信终端200也可以作为本实施方式的其他无线通信装置来捕捉。在本实施方式中，说明通信终端200与无线通信装置100具有相同的结构的情况。
无线通信装置100排列多个天线元件(未图示)。无线通信装置100通过控制使用的天线元件的选择、以及各个元件中的发送和接收电波的相位，电子式地改变波束方向(通信区域)，进行所谓的波束成形。
波束成形中，所谓使波束半值角变窄，是使波束的长度增大，通过将使用的天线元件的数增大而实现。此外，使波束半值角扩大，是使波束的宽度增大，通过将使用的天线元件的数减少而实现。这里，波束半值角是，电场强度或接收灵敏度为电场强度或接收灵敏度最大的方向中的值的50％的值以上的范围的角度。
例如，无线通信装置100将接收从通信终端200发送的连接请求作为触发，为了确定与通信终端200的通信中使用的波束图案，实施波束成形训练。再者，所谓波束图案，是通信区域的大小和形状，例如根据波束半值角来定义。波束半值角越小，波束图案在距离方向上为越细长的形状。
具体而言，如图1所示，首先，无线通信装置100在多个方向之间切换波束半值角小的窄指向性的波束311，在各波束方向中顺序发送训练信号。相对于此，通信终端200形成波束半值角大的宽指向性的波束312，等待训练信号的接收。在各方向上发送的训练信号中，包含波束方向的识别信息。通信终端200判定接收质量为最好的训练信号313。
若无线通信装置100完成多个方向中的训练信号的发送，则如图2所示，形成波束半值角大的宽指向性的波束314，等待来自通信终端200的接收。通信终端200将判定为接收质量为最好的训练信号313中包含的波束方向的识别信息作为表示对通信终端200最佳的波束方向的信息315(以下称为“波束方向信息”)，发回到无线通信装置100。
这样一来，若表示与通信终端200的通信中最佳的波束方向的波束方向信息315被获取，则无线通信装置100形成在该波束方向上尖锐扩展的波束图案，开始与通信终端200的数据通信。
图3是表示无线通信装置100可形成的多个波束图案和通信终端200的位置之间的关系的一例的图。
如图3所示，无线通信装置100可以将第1波束图案3161～第n(N为2以上的整数)波束图案316N以时分方式形成。例如，假设通信终端200位于第n波束图案316n的波束的内部。这种情况下，判定第n波束图案316n作为与通信终端200的通信中最佳的波束图案。然后，无线通信装置100形成第n波束图案316n的波束，开始与通信终端200的数据通信。
＜波束图案的切换＞
可是，若无线通信装置100和通信终端200之中至少一方移动，则通信终端200相对无线通信装置100的相对位置(以下称为“相对位置”)可能在第n波束图案316n的波束之外。
因此，本发明的无线通信装置100获取表示与通信终端200之间的无线通信的通信质量的质量信息、以及表示通信终端200相对无线通信装置100的相对的移动(以下称为“相对移动”)情况的移动信息。然后，无线通信装置100基于获取的质量信息和移动信息，切换与通信终端200的通信中使用的波束图案316，使得通信终端200的位置在波束之外的可能性降低。
图4A，图4B、图5A、图5B、图6A及图6B是表示每个相对移动的情况的、波束图案的切换方案的例子。
如图4A所示，假设在形成有波束半值角窄的波束图案316a的波束的状态中，无线通信装置100或通信终端200在角度方向上进行相对移动。这种情况下，无线通信装置100检测这样的相对移动，如图4B所示，将波束图案316a切换为波束半值角更宽的波束图案316b。
如图5A所示，假设在形成有波束半值角较宽的(波束长度较短的)波束图案316c的波束的状态中，无线通信装置100或通信终端200在距离方向上进行相对移动。这种情况下，无线通信装置100检测这样的相对移动，如图5B所示，将波束图案316c切换为波束半值角更窄的(波束长度更长的)波束图案316d。
如图6A所示，假设通信终端200在位于某个方向的波束图案316e的角度方向的端部的状态中，无线通信装置100或通信终端200在通信终端200向上述端部侧附近方向进行相对移动。这种情况下，无线通信装置100检测这样的相对移动，如图6B所示，将波束图案316e切换为与该波束图案316e在上述端部侧重叠的相邻的波束图案316f。
提供进行这样的波束图案316的切换，本发明的无线通信装置100可以在抑制了波束成形训练的频度的状态下维持与通信终端200的无线通信。
＜装置的结构＞
接着，说明无线通信装置100的结构。
图7是表示一例无线通信装置100的结构的框图。
在图7中，无线通信装置100具有多个天线元件101、波束形成单元102、发送处理单元103、接收处理单元104、信息存储单元105、波束控制单元106、质量信息获取单元107、移动检测单元108、移动信息发送单元109、和移动信息接收单元110。
多个天线元件101是以规定的配置排列的阵列天线。
波束形成单元102接受后述的波束控制单元106的控制，激励多个天线元件101的全部或一部分，并且控制激励电流的振幅和相位，形成无线信号的发送接收的波束。
再者，多个天线元件101和波束形成单元102的集合，适当称为“天线单元121”。即，天线单元121是，用多个天线元件101，可切换并形成多个波束图案的装置部分。
发送处理单元103将含有上述训练信号的各种控制信号和作为向通信终端200的发送对象的各种信息调制为毫米波信号，通过天线单元121发送。
接收处理单元104从天线单元121接收到的毫米波信号，将毫米波信号中包含的信息进行解调。在这样的信息中，包含从通信终端200传送来的、含有上述训练信号的各种控制信号和各种信息。
再者，发送处理单元103和接收处理单元104的集合，适当称为“通信单元122”。即，通信单元122是，使用天线单元121与通信终端200之间进行无线通信的装置部分。
信息存储单元105预先存储质量判定信息和移动判定信息。
质量判定信息是，将从通信质量的观点来看是否能够切换与通信终端200的通信中使用的波束的判定基准与质量信息相关联记述的信息。这里，质量信息是表示与通信终端200之间的无线通信的通信质量的信息，是通过后述的质量信息获取单元107获取的信息。有关质量判定信息的细节，将后述。
移动判定信息是将通信终端200的位置在波束之外的可能性是否高的判定基准与移动信息相关联记述的信息。这里，移动信息是表示通信终端200相对天线单元121(多个天线101)的相对的移动情况的信息。有关移动判定信息的细节，将后述。
波束控制单元106控制天线单元121形成的波束。更具体而言，波束控制单元106在波束成形训练时，接受来自质量信息获取单元107的指示，相对天线单元121，对多个方向顺序形成窄指向性的波束311，形成宽指向性的波束314(参照图1和图2)。然后，波束控制单元106在波束成形训练完成后，向判定为最好的方向，形成波束半值角窄的波束图案316n(参照图3)。
而且，波束控制单元106基于信息存储单元105中存储的质量判定信息和通过后述的质量信息获取单元107获取的质量信息，从通信质量的观点判定是否可以切换与通信终端200的通信中正使用的波束。此外，波束控制单元106基于信息存储单元105中存储的移动判定信息和通过后述的移动信息获取单元123获取的移动信息，判定通信终端200的位置在波束之外的可能性是否高。然后，波束控制单元106在可以切换波束，并且相对位置在波束外的可能性高时，切换天线单元121的波束图案，以使该可能性变低(参照图4A～图6B)。
质量信息获取单元107获取质量信息。质量信息的内容和获取方法，因信息存储单元105中存储的质量判定信息的内容而不同。在本实施方式中，质量信息获取单元107在波束成形训练中，控制波束控制单元106和通信单元122，将从通信终端200接收到的信号的接收强度作为质量信息来获取。
质量信息是，从通信终端200发送的信号在无线通信装置100中的接收质量、以及从无线通信装置100发送的信号在通信终端200中的接收质量之中，包含一方或双方的概念。质量信息获取单元107可以通过通信单元122向通信终端200发送表示无线通信装置100中接收质量的质量信息，也可以通过通信单元122从通信终端200接收表示通信终端200中的接收质量的质量信息。
移动检测单元108检测无线通信装置100的移动的状态，将表示检测出的无线通信装置100的移动的状态的信息(以下称为“第1移动信息”)作为上述的移动信息的一部分，向波束控制单元106输出。此外，移动检测单元108向移动信息发送单元109输出检测到的第1移动信息。
移动信息的内容和获取方法，因信息存储单元105中存储的移动判定信息的内容而不同。在本实施方式中，移动检测单元108例如用GPS(Global Positioning System；全球定位系统)传感器或陀螺传感器等公知的移动检测传感器，将表示无线通信装置100在哪个方向以哪种程度的速度在移动的信息(移动向量)作为第1移动信息来获取。
移动信息发送单元109用通信单元122向通信终端200发送从移动检测单元108输出的第1移动信息。移动信息发送单元109可以在波束成形训练中进行这样的发送，也可以在其他的定时进行这样的发送。
移动信息接收单元110在从通信终端200发送来表示通信终端200的移动的状态的信息(以下称为“第2移动信息”)时，用通信单元122接收该第2移动信息。移动信息接收单元110可以在波束成形训练中进行这样的接收，也可以在其他的定时进行这样的接收。然后，移动信息接收单元110将接收到的第2移动信息作为上述的移动信息的一部分，向波束控制单元106输出。
即，本实施方式中使用的移动信息包含表示无线通信装置100的移动的状态的第1移动信息、以及表示通信终端200的移动的状态的第2移动信息。
再者，移动检测单元108、移动信息发送单元109、和移动信息接收单元110的集合，适当称为“移动信息获取单元123”。即，通信单元122是获取表示通信终端200相对天线单元121的相对的移动情况的移动信息的装置部分。
第1移动信息和第2移动信息的发送接收，记述在无线通信装置100和通信终端200之间发送接收的帧的、预先确定的区域中。有关记述第1移动信息或第2移动信息的帧格式的细节，将后述。
此外，如上述那样，在本实施方式中，通信终端200具有与无线通信装置100相同的结构。因此，对于通信终端200来说，从无线通信装置100发送的第1移动信息是第2移动信息，对于无线通信装置100来说，从通信终端200发送的第1移动信息是第2移动信息。因此，第1移动信息和第2移动信息适当统称为“移动信息”。
虽未图示，但无线通信装置100例如具有CPU(Central Processing Unit)、存储了控制程序的ROM(Read Only Memory；只读存储器)等存储介质、RAM(Random AccessMemory；随机存取存储器)等工作用存储器、以及通信电路。这种情况下，上述各单元的功能通过CPU执行控制程序来实现。
有这样的结构的无线通信装置100基于质量信息和移动信息，可以切换与通信终端200通信中使用的波束图案，使得通信终端200的位置在波束之外的可能性变低。
＜质量判定信息＞
接着，说明质量判定信息的细节。
例如，质量判定信息包含MCS－接收灵敏度信息和使用天线数－天线增益信息、以及MCS－接收灵敏度信息和波束图案信息之中的至少一个。
图8是表示MCS－接收灵敏度信息的内容的一例的图。图8中，横轴表示MCS(Modulation and Coding Scheme；调制和编码方案)，纵轴表示天线单元121的天线输出端中的接收灵敏度[dBm]。MCS是表示无线信号中所适用的、调制方式和编码率等的各种条件的组合的索引。再者，例如，MCS根据使用数据的应用软件所需的通信速度来确定。
如图8所示，MCS－接收灵敏度信息410，对每个MCS记述了天线单元121的天线输出端中的接收灵敏度(可接收的最小接收功率)。
图9是表示一例使用天线数－天线增益信息的内容的图。在图9中，横轴表示天线单元121使用的天线元件101的数[根](以下称为“使用天线数”)，纵轴表示天线单元121的天线增益[dBi]。
如图9所示，使用天线数－天线增益信息420对每个使用天线数(即每个波束图案)记述由天线单元121得到的天线增益。即，使用天线数－天线增益信息420表示在变更了波束图案时天线增益如何变化。
图10是表示一例波束图案信息的内容的图。对每个波束图案(切换前的波束图案)预先准备波束图案信息。这里，例示与使用天线数为最大值16的波束图案对应的波束图案信息。
如图10所示，波束图案信息430对每个使用天线数[根]431(即每个波束图案)，记述波束半值角[deg]432、最大使用天线数16时的通信时的接收功率和接收灵敏度的差分[dB]433、以及通信距离[m]434。
使用天线数431和波束半值角432是切换后的波束图案的使用天线数和波束半值角。通信时的接收功率和接收灵敏度的差分433是来自切换前的、通信终端200的发送信号的无线通信装置100中的接收功率和被采用的MCS中的接收灵敏度的差分的容许范围。通信距离是无线通信装置100和通信终端200的距离的容许范围。
例如，在称为“8”的使用天线数431和称为“15”的波束半值角432的波束图案中，记述了称为“6以上低于9”的通信时的接收功率和接收灵敏度的差分433、和称为“2.1以上低于3”的通信距离。这表示向该波束图案的切换以来自通信终端200的接收功率和所采用的MCS的接收灵敏度(参照图8)的差分为6dB以上低于9dB作为条件，即表示与通信终端200的距离为2.1m以上低于3m。
如图9所示，在使用天线数从16根减少到8根时，天线增益减少3dB。因此，如果在使用天线数为16根的情况中通信时的接收功率对于接收灵敏度为6dB以上，则即使使用天线数切换到8根的波束图案的情况下，也可以将余量确保3dB以上。
这样，如图10所示，波束图案信息430的内容，表示从在切换后的波束图案中将余量确保3dB以上的观点来看，可切换到哪个波束图案。
此外，例如，在称为“4”的使用天线根数431和称为“30”的波束半值角432的波束图案中，记述了称为“9以上低于12”的通信时的接收功率和接收灵敏度的差分433、以及称为“1.5以上低于2.1”的通信距离。这表示向该波束图案的切换以来自通信终端200的接收功率和所采用的MCS的接收灵敏度(参照图8)的差分为9dB以上低于12dB作为条件，即表示与通信终端200的距离为1.5m以上低于2.1m。
在使用天线数为16根的情况下，波束的半值角为7.5deg，所以离开2m时的可通信的波束宽度为约24cm。例如，假设人的步行速度是4km/h，携带了无线通信装置100和通信终端200一方的用户在步行。这种情况下，通信终端200的相对位置，例如，在角度方向中，200ms(毫秒)中可移动约24cm。因此，波束成形训练需要例如在比200ms短的周期中进行。
另一方面，在使用天线数为4根的情况下，波束的半值角为30deg，所以离开了2m时的可通信的波束宽度为约1m。因此，波束成形训练实施间隔例如可以设为约1s(秒)。即，通过波束半值角切换为更宽的波束图案，无线通信装置100因而可以缓和波束成形训练周期，避免通信的断开。
＜移动判定信息＞
接着，说明移动判定信息的细节。
移动判定信息，例如，包含装置类别－移动信息、速度－移动信息、业务－移动信息、和电池－移动信息之中的至少一个。
图11是表示一例装置类别－移动信息的内容的图。
如图11所示，装置类别－移动信息510对每个装置类别511记述有无移动512。装置类别511是无线通信装置100或通信终端200的类别。有无移动512表示通信终端200的位置移动到波束外的可能性是否高。例如，装置类别－移动信息510与称为“笔记本PC”和“智能手机”的装置类别511相关联，记述了称为“有”(移动的可能性高)的有无移动512。
图12是表示一例速度－移动信息的内容的图。
如图12所示，速度－移动信息520对每个速度521记述了有无移动522。速度521是通信终端200相对无线通信装置100的相对速度。有无移动522表示通信终端200的位置移动到波束外的可能性是否高。例如，速度－移动信息520与称为“0km/h＜”(相对速度的绝对值超过0km/h)的速度521相关联，作为有无移动522，记述了称为“有”(移动的可能性高)的有无移动522。
图13是表示一例业务－移动信息的内容的图。
如图13所示，业务－移动信息530对每个业务类别531记述了有无移动532。业务类别531表示无线通信装置100和通信终端200之间的通信业务的类别。有无移动532表示通信终端200的位置移动到波束外的可能性是否高。例如，业务－移动信息530与称为“视频”和“声音”的业务类别531相关联，记述了称为“有”(移动的可能性高)的有无移动532。
图14是表示一例电池－移动信息的内容的图。
如图14所示，电池－移动信息540对每个电池动作541记述了有无移动542。电池动作541表示无线通信装置100或通信终端200是否通过电池来动作。有无移动542表示通信终端200的位置移动到波束外的可能性是否高。例如，电池－移动信息540与称为“有”(通过电池动作中)的电池动作541相关联，作为有无移动542，记述了称为“有”(移动的可能性高)的有无移动542。
＜帧格式＞
接着，说明移动信息的发送接收中使用的帧格式的细节。
作为移动信息的发送接收中使用的帧格式，例如，可以采用DMG STA CapabilityInformation field format(能力信息字段格式)、DMG PCP/AP Capability Informationfield format、以及TSPEC(Traffic SPECification)element format(元素格式)的任一个。
图15是表示一例采用了IEEE802.11ad(Part11:Wireless LAN Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications，部分11：无线局域网媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)说明书)中的DMG STA Capability Information field format作为帧格式的情况下的、移动信息的记述领域的图。
无线通信装置100，例如，图15所示，在DMG STA Capability Information fieldformat610的2bit的Reserved(预留)611中，记述移动性种类作为移动信息。
移动性种类根据无线通信装置100中用于移动的判定的移动信息而被预先定义。例如，在表示装置类别的移动性种类的情况下，被定义“0：台式PC、1：笔记本PC、2：智能手机、3：Reserved”。此外，例如，在表示移动速度的移动性种类的情况下，被预先定义“0：0km/h、1：0km/h＜speed＜4km/h、2：10km/h speed、3：Reserved”。
图16是表示一例采用了IEEE802.11ad(Part11:Wireless LAN Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications)中的DMG PCP/AP CapabilityInformation field format作为帧格式的情况下的移动信息的记述领域的图。
无线通信装置100，例如，如图16所示，在DMG PCP/AP Capability Informationfield format620的Power Source field(电源字段)621中记述移动性种类作为移动信息。例如，在表示电池动作的移动性种类的情况下，被预先定义“0：电池动作、1：除此以外”。
图17是表示一例采用了IEEE802.11(Part11:Wireless LAN Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications)中的TSPEC element format作为帧格式的情况下的移动信息的记述领域的图。
无线通信装置100，例如，如图17所示，例如，在TSPEC element format630中的TSInfo field的、TSID field 631中，记述移动性种类作为移动信息。例如，在表示业务的类别的移动性种类的情况下，“0：Best Effort(尽力)、1：Video(视频)、2：Voice(声音)”被预先定义。
再者，无线通信装置100也可以将这些帧格式组合使用，将更多的移动性种类与通信终端200之间交换。由此，无线通信装置100可以与通信终端200之间发送接收更多的移动信息，可以用更高的精度进行对通信终端200的相对位置在波束之外的可能性的判定。
＜装置的动作＞
接着，说明无线通信装置100的动作。
图18是表示一例无线通信装置的动作的流程图。无线通信装置100，例如，每当从通信终端200接收连接请求时，进行以下说明的动作。
在步骤S1100中，质量信息获取单元107用波束控制单元106、通信单元122、和天线单元121，实施波束成形训练。
更具体而言，质量信息获取单元107用所有的天线元件101向各波束方向顺序发送训练信号(参照图1)。然后，质量信息获取单元107将波束的半值角扩大，接收从通信终端200发回的波束方向信息(参照图2)。
在步骤S1200中，质量信息获取单元107将接收到的波束方向信息表示的波束方向确定作为与通信终端200的通信中使用的波束方向。然后，质量信息获取单元107在确定的波束方向中，以半值角窄的(即细长的)波束图案，开始与通信终端200的通信(参照图3)。再者，与通信终端200的通信，也可以在后述的波束图案切换后(S1400、S1500、S1600)开始。
在步骤S1300中，质量信息获取单元107从与通信终端200之间进行的通信，获取质量信息。此外，移动信息获取单元123从无线通信装置100的移动或通信终端200的移动，获取移动信息。即，移动信息获取单元123与通信终端200之间，发送接收彼此的移动信息。
例如，在质量判定信息是图8～图10中说明的内容的情况下，质量信息是来自通信终端200的接收信号的接收功率。
例如，在移动判定信息包含图11中说明的内容的情况下，移动信息包含无线通信装置100的装置类别和通信终端200的装置类别。在移动判定信息包含图12中说明的内容的情况下，包含无线通信装置100的速度和通信终端200的速度。在移动判定信息包含图14中说明的内容的情况下，包含无线通信装置100的电池动作和通信终端200的电池动作。在移动判定信息包含图13中说明的内容的情况下，包含从无线通信装置100对通信终端200的发送数据的业务类别和从通信终端200对无线通信装置100的发送数据的业务类别。
在步骤S1400中，波束控制单元106从获取的质量信息，基于质量判定信息，判定与通信终端200的通信中使用的波束图案是否可切换。再者，此时，优选波束控制单元106一并判定可向哪样的波束图案变更。
在质量判定信息是图8～图10中说明的内容的情况下，例如，波束控制单元106如以下那样判定波束图案的切换可否。
首先，波束控制单元106对每个波束图案，基于实际的接收功率和天线增益之差，估计(算出)切换后的接收功率。例如，在天线单元121中的接收功率为－60[dBm]的情况下，由使用天线数－天线增益信息420(参照图9)可知使用天线数为16的天线增益是14[dBi]。因此，波束控制单元106将波束图案自身的接收功率估计为－60－(－14)＝－46[dBm]。
此外，波束控制单元106基于图8的MCS－接收灵敏度信息410，获取当前采用的MCS的接收灵敏度(可接收的最小接收功率)。例如，在MCS：9的情况下，接收灵敏度为－59[dBm]。
然后，波束控制单元106对每个波束图案，基于获取的MSC的接收灵敏度和估计的接收功率，估计(算出)切换后的接收功率的余量(至接收强度的规定的容许最小值为止的余量)。例如，在MCS：9、使用天线数：16、天线单元中的接收功率：－60[dBm]的情况下，切换后的余量是－46－(－59)＝13[dB]。为了将使用天线数切换为1，根据图10，需要15[dB]以上，所以波束控制单元106例如根据图10从使用天线数：16的当前的波束图案，判定为可切换到使用天线数：2的波束图案。
在波束图案不可切换的情况下(S1400：“否”)，波束控制单元106将处理进至后述的步骤S1700。此外，在波束图案可切换的情况下(S1400：“是”)，波束控制单元106将处理进至步骤S1500。
在步骤S1500中，波束控制单元106从获取的移动信息，基于移动判定信息，判定通信终端200的位置在波束之外的可能性是否高。
在波束外的可能性是否高，在移动判定信息为图11～图14中说明的内容的情况下，例如，波束控制单元106通过执行以下说明的判定处理，判定可否切换波束图案。
图19是表示一例在步骤S1500中执行的判定处理的流程图。
在步骤S1510中，波束控制单元106基于图11所示的装置类别－移动信息510，从获取的移动信息，判定无线通信装置100和通信终端200两者是否为台式PC。即，波束控制单元106判定无线通信装置100和通信终端200的至少一方是否为笔记本PC或智能手机等的移动终端。
在无线通信装置100和通信终端200两者为台式PC的情况下(S1510：“是”)，可以推测为终端不移动，所以波束控制单元106将处理进至后述的步骤S1550。此外，在无线通信装置100和通信终端200的至少一方不是台式PC的情况下(S1510：“否”)，终端有可能移动，所以波束控制单元106将处理进至步骤S1520。再者，在通信终端200的装置类别判定困难的情况下，波束控制单元106也将处理进至步骤S1520。
在步骤S1520中，波束控制单元106基于图12所示的速度－移动信息520，从获取的移动信息判定通信终端200对无线通信装置100的相对速度是否为0[km/h]。
再者，例如，波束控制单元106通过计算无线通信装置100的移动信息表示的无线通信装置100的移动向量和通信终端200的移动信息表示的通信终端200的移动向量的差分，求这样的相对速度。
在相对速度为0[km/h]的情况下(S1520：“是”)，终端中无移动，所以波束控制单元106将处理进至后述的步骤S1550。此外，在相对速度不是0[km/h]的情况下(S1520：“否”)，终端中有移动，所以波束控制单元106将处理进至步骤S1530。再者，在通信终端200的移动向量不明的情况下，波束控制单元106也将处理进至步骤S1530。
在步骤S1530中，波束控制单元106基于图13所示的业务－移动信息530，从获取的移动信息判定无线通信装置100和通信终端200之间的通信的业务类别是否为尽力型(BestEffort)。即，波束控制单元106判定在无线通信装置100和通信终端200之间的通信中，是否包含业务类别为视频(Video)和声音(Voice)等的特别应该避免断开的通信。
在业务类别是尽力型的情况下(S1530：“是”)，可用比较容忍暂时性的断开，所以波束控制单元106将处理进至后述的步骤S1550。此外，在业务类别不是尽力型的情况下(S1530：“否”)，不能容忍暂时性的断开，所以波束控制单元106将处理进至步骤S1540。
在步骤S1540中，波束控制单元106基于图14所示的装置类别－移动信息540，从获取的移动信息判定无线通信装置100和通信终端200两者是否为电源连接。即，波束控制单元106判定无线通信装置100和通信终端200的至少一方是否为电池驱动。
在无线通信装置100和通信终端200两者为电源连接的情况下(S1540：“是”)，可以推测为终端中无移动，所以波束控制单元106将处理进至后述的步骤S1550。此外，在无线通信装置100和通信终端200的至少一方不为电源连接的情况下(S1540：“否”)，可以推测为终端中有移动，所以波束控制单元106将处理进至步骤S1560。再者，在不可判定通信终端200是否与电源连接的情况下，波束控制单元106也将处理进至步骤S1560。
即，在无线通信装置100和通信终端200的至少一方是移动终端并电池驱动、相对位置移动并且包含视频或声音等业务的情况下，波束控制单元106将处理进至步骤S1560。然后，在除此以外的情况下，波束控制单元106将处理进至步骤S1550。
在步骤S1550中，波束控制单元106判定为通信终端200为波束外的可能性降低。
另一方面，在步骤S1560中，波束控制单元106判定为通信终端200为波束外的可能性高。
在通信终端200为波束外的可能性降低的情况下(图18的S1500：“否”)，波束控制单元106将处理进至后述的步骤S1601。此外，在通信终端200为波束外的可能性高的情况下(S1500：“是”)，波束控制单元106将处理进至步骤S1600。
在步骤S1600中，波束控制单元106切换到通信终端200为波束外的可能性降低的波束图案，将处理进至步骤S1700。
在这样的步骤S1600中，例如，波束控制单元106将切换后的波束图案如以下那样确定。
例如，波束控制单元106从移动信息判定通信终端200对于无线通信装置100是否在角度方向上进行相对移动。
在有向角度方向的相对移动的情况下(参照图4A)，波束控制单元106判定是否存在比以确保接收功率的余量的波束半值角更宽的波束图案。然后，在存在相应的波束图案的情况下，波束控制单元106将一个相应的波束图案确定为切换后的波束图案(参照图4B)。
如果接收强度足够强，则通过这样地切换波束图案使得波束半值角扩大，可通信范围扩大。因此，即使通信终端200的相对位置变化，通信终端200为波束外的可能性也低，可以将波束成形训练周期加长，避免无线通信装置100或通信终端200的用户的意外的动作造成的通信的断开。
此外，例如，波束控制单元106从移动信息判定通信终端200对于无线通信装置100是否在远离的方向上进行相对移动。再者，波束控制单元106定期地实施波束成形训练，基于从一系列的训练结果估计的通信终端200的位置的推移，也可以进行这样的判定。
在有向远离的方向的相对移动的情况下(参照图5A)，波束控制单元106判定是否存在以使接收功率的余量被确保的波束半值角更窄的波束图案。然后，在存在相应的波束图案的情况下，波束控制单元106将一个相应的波束图案确定为切换后的波束图案(参照图5B)。
此外，例如，从移动信息，波束控制单元106判定通信终端200是否在进行向波束图案的各度方向的任一端部靠近的相对移动。再者，波束控制单元106定期地实施波束成形训练，基于从一系列的训练结果估计的通信终端200的位置的推移，也可以进行这样的判定。
在通信终端200进行向波束图案的各度方向的任一端部靠近的相对移动的情况下(参照图6A)，波束控制单元106将在相应的端部侧重复邻接的另一波束图案，确定为切换后的波束图案(参照图6B)。
这样，通过切换波束图案使得波束半值角变狭，通信距离变长。因此，即使通信终端200远离了无线通信装置100，通信终端200为波束外的可能性也低，波束成形训练周期加长，可以避免通信的断开。
再者，发送的传播环境和接收的传播环境基本上是同样的。因此，在发送时和接收时，波束控制单元106也可以使波束图案相同。此外，在从通信终端200接收表示通信终端200中接收质量的质量信息的情况下，波束控制单元106基于该接收质量判定可以使发送功率减少哪个程度，并确定切换后的波束图案。
在步骤S1700中，波束控制单元106判断再验证定时是否到来。再验证定时是，重新获取最新的质量信息和移动信息，再次验证波束图案的切换的需要与否的定时，例如是以每1秒(s)的规定的周期到来的定时。
再验证定时到来的情况下(S1700：“是”)，波束控制单元106将处理返回到步骤S1300。此外，再验证定时未到来的情况下(S1700：“否”)，波束控制单元106将处理进至步骤S1800。
在步骤S1800中，波束控制单元106判断再训练定时是否到来。再训练定时是，应再次实施波束成形训练的定时。在再训练定时中，例如，包含在每10秒(s)的规定的周期到来的定时、来自通信终端200的接收功率低于了规定的阈值的定时、和与通信终端200的通信被中断的定时等。
再训练定时到来的情况下(S1800：“是”)，波束控制单元106将处理返回到步骤S1100。此外，再训练定时未到来的情况下(S1800：“否”)，波束控制单元106将处理进至步骤S1900。
在步骤S1900中，波束控制单元106，例如在通过由用户进行规定的操作，自适应地切换了波束图案后，判定是否指示了结束与通信终端200的通信。
在没有被指示通信结束的情况下(S1900：“否”)，波束控制单元106将处理返回到步骤S1700。此外，在被指示了通信结束的情况下(S1900：“是”)，波束控制单元106结束一系列的处理。
再者，无线通信装置100可以将步骤S1300～S1600的处理作为波束成形训练的一部分进行，也可以在波束成形训练完成而开始与通信终端200的数据通信后进行步骤S1300～S1600的处理。
再者，对在波束成形训练时使用用于发送接收训练信号的调制方式，无线通信装置100在数据通信时使用用于发送接收数据的调制方式。因此，相比在数据通信开始之后进行步骤S1300～S1600的处理，可以更精确地进行波束图案切换的判断。
通过这样的动作，无线通信装置100可以基于质量信息和移动信息，切换在与通信终端200的通信中使用的波束图案，使得通信终端200的位置在波束之外的可能性降低。
＜本发明的效果＞
如以上说明的，本实施方式的无线通信装置100基于质量信息和移动信息，切换与通信终端200的通信中使用的波束图案，使得通信终端200的位置在波束之外的可能性降低。由此，即使在无线通信装置100和通信终端200相对地移动的情况中(即，通信主体中包含移动体的情况)，无线通信装置100也可以提高与通信终端200之间的通信的吞吐量。即，无线通信装置100可以降低波束成形训练的频度，抑制通信吞吐量的下降。
＜本发明的变形例＞
再者，在以上说明的实施方式中，说明了有关无线通信装置100和通信终端200两者可移动的情况，但不限定于此。
例如，在无线通信装置100明显不移动的情况下，波束控制单元106基于通信终端200的移动信息，也可以进行有关通信终端200的位置在波束之外的可能性的判定和切换后的波束图案的确定。这种情况下，无线通信装置100不必具有移动检测单元108和移动信息发送单元109。
相反地，例如，在通信终端200明显不移动的情况下，波束控制单元106基于无线通信装置100的移动信息，也可以进行有关通信终端200的位置在波束之外的可能性的判定和切换后的波束图案的确定。这种情况下，无线通信装置100未必具有移动信息接收单元110。
此外，在通信终端200对无线通信装置100的相对位置的移动方向被限定的情况下，移动信息也可以未必包含有关移动方向的信息。而且，在相对位置的移动方向被限定为角度方向的情况下，波束控制单元106也可以未必确定切换为哪个波束图案。即，在初始状态中，在形成窄指向性的波束图案，满足了移动被检测等的规定的条件时，波束控制单元106也可以统一地切换为指向性更宽的预先确定的波束图案。
此外，波束控制单元106基于通信终端200的相对位置的移动加速度和移动图案等的、相对速度以外的信息，也可以控制波束图案。
即，有关通信终端200的位置在波束之外的可能性的判定方法、以及切换后的波束图案的确定方法，不限定于上述的例子。例如，波束控制单元106用图11～图14中说明的移动判定信息的一部分，或者用其他的移动判定基准，也可以判定通信终端200的位置在波束之外的可能性是否高。
具体而言，例如，波束控制单元106对多个移动判定信息分配优先顺序，基于优先顺序更高的移动判定信息判定为在波束外的可能性高时，不考虑优先顺序比该移动判定信息低的移动判定信息。即，例如，在图19的步骤S1510中，在被判定为无线通信装置100或通信终端200不是台式PC的时刻(S1510：“否”)，波束控制单元106也可以将处理进至步骤S1560。
此外，例如，波束控制单元106将移动速度在比0km/h高的规定的阈值以上作为条件，也可以判定为通信终端200的相对位置在波束之外的可能性高。
而且，波束控制单元106也可以考虑方向和速度之间的关系。即，例如，波束控制单元106将规定的阈值以上的移动速度是角度方向的速度作为条件，若判定为通信终端200的相对位置在角度方向中为波束之外的可能性高，则也可以扩大波束半值角。或者，波束控制单元106也可以将规定的阈值以上的移动速度为距离方向的速度作为条件，若判定为通信终端200的相对位置在距离方向中为波束之外的可能性高，则也可以缩小波束半值角。
此外，根据上述方法以外的方法，波束控制单元106也可以进行通信终端200的相对位置的判定。例如，波束控制单元106定期地实施波束成形训练，基于从一系列的训练结果估计的通信终端200的位置的推移，也可以进行这样的判定。这种情况下，可以将训练结果、或从训练结果估计的通信终端200的位置的推移作为移动信息捕获。
具体而言，在某个定时无线通信装置100进行的波束成形训练中，估计为通信终端200位于第n－1的波束图案316n-1的波束的内部(参照图3)。在下一个定时无线通信装置100进行的波束成形训练中，估计为通信终端200位于第n波束图案316n的波束的内部。从以上的结果，无线通信装置100从训练周期、天线的切换角度，可以估计通信终端200相对于无线通信装置100在角度方向上进行了哪种程度的相对移动。
此外，在通信终端200与无线通信装置100同样地进行波束图案的控制的情况下，优选波束控制单元106使通信终端100、通信终端200其中一方不进行(例如，图4A至图6B的情况)波束图案的切换。这是因为，例如，当终端装置100在步骤S1600中切换了波束图案后，若终端装置200同样地在步骤S1600中也切换波束图案，则发生通信中断。这样的波束图案的切换定时的控制，例如，通过无线通信装置100对于通信终端200发送控制波束图案的切换定时的信号来实现。由此，可以防止在无线通信装置100和通信终端200的双方因切换通信环境造成的通信的断开。
此外，无线通信装置100的质量信息的获取方法和移动信息的获取方法，不限定于上述的例子。例如，移动检测单元108从进行了多次的波束成形训练的结果，通过判定最佳的波束方向是否变化，也可以检测通信终端200的相对位置的变化。
此外，天线单元121的天线元件101的根数、以及天线单元121可以形成的波束图案不限定于上述的例子。天线元件101的根数越多，可形成的波束图案的数也越多，可进一步降低波束成形训练的频度。
此外，无线通信装置100的构成部分也可以在因特网上的服务器等中，与无线通信装置100的结构的其他部分物理隔离地配置。这种情况下，各部分需要包括用于彼此进行通信的通信电路。
再者，在移动判定中，还可以考虑波束宽度作为推荐动作。
图20是表示一例推荐动作的内容的图。
如图20所示，推荐动作－移动信息550对每个现状波束宽度551、推荐动作552，记述有无移动553、转移步骤554、波束图案555。现状波束宽度551表示无线通信装置100或通信终端200的当前的波束宽度。推荐动作552表示对通信对象推荐无线通信装置100或通信终端200扩宽(图4B)还是缩窄(图4A)波束。
有无移动553表示无线通信装置100或通信终端200的位置移动到波束外的可能性是否高。例如，推荐动作－移动信息550与称为“Wide Beam(宽波束)”的推荐动作552相关联，作为有无移动553，记述称为“有”(移动的可能性高)的有无移动553。
转移步骤554表示下个步骤的序列号。波束图案555表示使转移步骤后的波束图案怎样地变化。
图21是表示一例对应于推荐动作的判定处理的流程图。在表示一例图19的步骤S1500中执行的判定处理的流程图中，表示一例追加了有关推荐动作的步骤S1570。对与图19相同的步骤，省略说明。
图21在步骤1540中被推测为有移动的情况下(S1540：“否”)的后段，追加有关推荐动作的判断的步骤1570。
在步骤1570中，波束控制单元106基于图20所示的推荐动作－移动信息550，从获取的移动信息，判定无线通信装置100或通信终端200将波束扩宽还是缩窄。
波束控制单元106在无线通信装置100或通信终端200的现状的波束宽度551窄，设定“宽波束”作为推荐动作552的情况下(S1570：“是”)，可以推测为通信对象在移动，所以将处理进至步骤S1561。
接着，在无线通信装置100或通信终端200的现状波束宽度551窄，设定“窄波束”作为推荐动作552的情况下(S1570：“否”)，可以推测为通信对象不移动，所以将处理进至步骤S1550。
此外，在无线通信装置100或通信终端200的现状波束宽度551宽，设定“宽波束”作为推荐动作552的情况下(S1570：“否”)，可以推测通信对象在移动，现状的波束宽度已经宽，所以将处理进至步骤S1550。
此外，在无线通信装置100或通信终端200的现状的波束宽度551宽，设定“窄波束”作为推荐动作552的情况下(S1570：“否”)，可以推测为通信对象不移动，所以将处理进至步骤S1550。
图22是表示一例根据推荐动作进行无线通信装置的动作的流程图。对与图18的流程图相同的步骤，省略说明。
在步骤S1501中，在判断为波束外的可能性高，即，现状波束宽度是窄波束，推荐动作是宽波束的情况下(S1501为“是”)，根据图20，波束控制单元106将波束图案变更为宽波束(S1602)。
在步骤S1501中，在判断为波束外的可能性低，现状波束宽度是宽波束，推荐动作是窄波束的情况下，根据图20，波束控制单元106将波束图案变更为窄波束(S1601)。
波束控制单元106在没有向角度方向的相对移动的情况下(参照图3)、与当前使用的波束图案比较，判定是否存在波束半值角更窄的波束图案(窄波束)。然后，波束控制单元106在存在更窄的波束图案的情况下，将一个相应的波束图案确定为切换后的波束图案。
在这样设定波束图案以使波束半值角变窄的情况下，接收功率上升。因此，可以与通信终端200进行稳定的通信。
再者，发送的传播环境和接收的传播环境，基本上是同样的。因此，在发送时和接收时，波束控制单元106也可以将波束图案设为相同。
此外，作为帧格式，可用使用DMG Link Margin element format(DMG链接余量元素格式)、Measurement Request element format(测量请求元素格式)(MeasurementReport element format(测量报告元素格式))和Information Request frame Actionfield format(信息请求帧活动字段格式)(Information Response frame Action fieldformat(信息响应帧活动字段格式))。由此，例如，无线通信装置100可以将通信时的推荐动作、速度信息从通信对象得到，或提供给通信对象。
图23是表示一例采用了IEEE802.11(Part11:Wireless LAN Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications)中的DMG Link Margin elementformat640作为帧格式的情况下的、移动信息的记述领域的图。
例如，如图23所示，无线通信装置100或通信终端200在DMG Link Margin elementformat640中的Activity field(活动字段)的Reserved641中，记述移动性种类作为移动信息。Activity Field是将通信时的推荐动作传送到通信对象的字段。在Reserved641中，例如，根据无线通信装置100或通信终端200有无移动，“7：宽波束、8：窄波束”被预先定义。
图24是表示一例采用了IEEE802.11(Part11:Wireless LAN Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications)中的Measurement Requestelement format650作为格式的情况下的移动信息的记述领域的图，图25是表示一例采用了Measurement Report element format(测量报告元素格式)652的情况下的移动信息的记述领域的图。
例如，如图24所示，无线通信装置100在Measurement Request(测量请求)651中的Measurement Type field(测量类型字段)的Reserved651中记述移动性种类作为移动信息。Measurement Type field是，记载无线通信装置100对通信的通信终端200请求的测量项目的字段。在Reserved651中，例如，在进行速度信息的获取的情况下，“16：Moving SpeedMeasurement(移动速度测量)”被预先定义。
接着，例如图25所示，无线通信装置100接收在Measurement Report652中的Measurement Type field的Reserved653中记述了移动性种类的格式作为移动信息。例如，在速度信息的获取结果的情况下，“16：Moving Speed Measurement”被预先定义。速度信息的获取结果的细节，在Measurement Report654中存储速度信息。再者，也可以存储纬度、经度、高度中的速度信息。再者，也可以多次获取定位信息而不是速度信息本身，从该移动量和获取时间的差分来计算终端的速度。
图26是表示采用了IEEE802.11(Part11：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications)中的Information Request frameAction field format660、Information Response frame Action field format660作为格式的情况下的移动信息的记述领域的一例的图。
例如，如图26所示，在Information Request frame Action field format660、Information Response frame Action field format660中的IE Provided(optional)(提供的IE(可选))661中，无线通信装置100被预先定义用于获取速度信息的MeasurementRequest element format650和Measurement Report element format652。
＜本发明的总结＞
本发明的无线通信装置包括：天线单元，使用多个天线元件，切换多个波束图案；通信单元，用所述天线单元，对于通信终端进行无线通信；质量信息获取单元，获取表示所述无线通信的通信质量的质量信息；移动信息获取单元，获取表示所述通信终端相对所述天线单元的相对位置的移动的移动信息；以及波束控制单元，基于获取的所述质量信息和所述移动信息，控制所述天线单元切换的所述波束图案。
再者，在上述无线通信装置中，所述质量信息也可以表示从所述通信终端向所述天线单元的发送信号的所述天线单元中的接收强度，在至所述接收强度的容许最小值为止的余量为第1阈值以上的情况下，使当前的波束图案的半值角扩大。
此外，在上述无线通信装置中，所述波束控制单元也可以基于所述质量信息和所述移动信息，判定在进行所述无线通信的期间所述通信终端的相对位置为所述当前的波束图案之外的可能性是否高，在所述位置为所述波束图案之外的可能性高的情况下，切换所述波束图案。
此外，在上述无线通信装置中，所述波束控制单元也可以基于所述质量信息和所述移动信息，切换到所述通信终端的相对位置在所述当前的波束图案之外的可能性降低的波束图案。
此外，在上述无线通信装置中，所述移动信息也可以表示所述通信终端相对所述天线单元有无相对位置的移动，所述波束控制单元在有所述通信终端的相对位置的移动的情况下，判定为所述通信终端在所述当前的波束图案之外的可能性高。
此外，在上述无线通信装置中，所述移动信息也可以表示所述通信终端相对所述天线单元的相对移动速度，所述波束控制单元将所述移动速度为第2阈值以上作为条件，判定为所述位置在所述波束之外的可能性高。
此外，在上述无线通信装置中，所述天线单元也可以可在规定的角度方向中切换所述波束图案，所述移动信息表示所述通信终端相对所述角度方向中的所述天线单元的相对移动速度，所述波束控制单元将所述角度方向中的所述移动速度为第3阈值以上作为条件，判定为所述位置在所述波束之外的可能性高，并使所述天线单元的波束的半值角扩大。
此外，在上述无线通信装置中，所述移动信息也可以表示所述通信终端在距离方向中的相对所述天线单元的相对移动速度，所述波束控制单元将所述距离方向中的所述移动速度为第4阈值以上作为条件，判定为所述位置为所述波束之外的可能性高，并使所述天线单元的波束的半值角缩小。
此外，在上述无线通信装置中，所述移动信息也可以表示所述无线通信的业务、所述通信终端和所述无线通信装置之中至少一方的有无搭载功能的使用、装置类别、以及有无电源供给之中的至少一个。
此外，在上述无线通信装置中，所述移动信息获取单元也可以通过所述天线单元，从所述通信终端接收所述移动信息的至少一部分。
本发明的无线通信控制方法，是具有使用多个天线元件切换多个波束图案的天线单元、以及用所述天线单元对于通信终端进行无线通信的通信单元的无线通信装置中的无线通信控制方法，包括以下步骤：获取表示所述无线通信的通信质量的质量信息的步骤；获取表示所述无线通信终端对所述天线单元的相对位置的移动的移动信息的步骤；以及基于获取的所述质量信息和所述移动信息，控制所述天线单元切换的所述波束图案的步骤。
以上，一边参照附图一边说明了各种实施方式，但不言而喻，本发明不限定于这样的例子。只要是本领域技术人员，在权利要求书所记载的范畴内，显然可设想各种变更例或修正例，并了解它们当然属于本发明的技术范围。此外，在不脱离发明的宗旨的范围中，也可以将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
此外，在上述各实施方式中，通过用硬件构成的例子说明了本发明的一方式，但也可以在与硬件的协同中通过软件实现本发明。
此外，用于上述实施方式的说明中的各功能块通常被作为具有输入端子及输出端子的集成电路即LSI来实现。这些功能块既可以被单独地集成为单芯片，也可以包含一部分或全部地被集成为单芯片。虽然这里称为LSI，但根据集成程度，可以被称为IC、系统LSI、超大LSI(Super LSI)、或特大LSI(Ultra LSI)。
此外，集成电路的方法不限于LSI，也可以用专用电路或通用处理器来实现。也可以使用可在LSI制造后编程的FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)，或者使用可重构LSI内部的电路单元的连接、设定的可重构处理器(ReconfigurableProcessor)。
再者，随着半导体的技术进步或随之派生的其它技术，如果出现能够替代LSI的集成电路化的技术，当然可利用该技术进行功能块的集成化。还存在着适用生物技术等的可能性。
工业实用性
本发明的无线通信装置和无线通信控制方法，作为在通信主体中包含移动体的情况中也可以提高通信的吞吐量的无线通信装置和无线通信控制方法是有用的。
标号说明
100 无线通信装置
200 通信终端
101 天线元件
102 波束形成单元
103 发送处理单元
104 接收处理单元
105 信息存储单元
106 波束控制单元
107 质量信息获取单元
108 移动检测单元
109 移动信息发送单元
110 移动信息接收单元
121 天线单元
122 通信单元
123 移动信息获取单元

Claims (10)

1.一种无线通信装置，包括：
天线单元，使用多个天线元件，切换多个波束图案；
通信单元，用所述天线单元，对于通信终端进行无线通信；
质量信息获取单元，获取表示所述无线通信的通信质量的质量信息；
移动信息获取单元，获取表示所述通信终端相对所述天线单元的相对位置的移动的移动信息；以及
波束控制单元，基于获取的所述质量信息和所述移动信息，控制所述天线单元切换的所述波束图案，
所述质量信息表示从所述通信终端向所述天线单元的发送信号的所述天线单元中的接收强度，
在至所述接收强度的容许最小值为止的余量为第1阈值以上的情况下，使当前的波束图案的半值角扩大。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，
所述波束控制单元
基于所述质量信息和所述移动信息，判定在进行所述无线通信的期间所述通信终端的相对位置为所述当前的波束图案之外的可能性是否高，在所述位置为所述波束图案之外的可能性高的情况下，切换所述波束图案。
3.如权利要求2所述的无线通信装置，
所述波束控制单元
基于所述质量信息和所述移动信息，切换到所述通信终端的相对位置为所述当前的波束图案之外的可能性低的波束图案。
4.如权利要求3所述的无线通信装置，
所述移动信息表示所述通信终端相对所述天线单元有无相对位置的移动，
所述波束控制单元
在有所述通信终端的相对位置的移动的情况下，判定为所述通信终端为所述当前的波束图案之外的可能性高。
5.如权利要求3所述的无线通信装置，
所述移动信息表示所述通信终端相对所述天线单元的相对移动速度，
所述波束控制单元
将所述移动速度为第2阈值以上作为条件，判定为所述位置在所述波束之外的可能性高。
6.如权利要求3所述的无线通信装置，
所述天线单元
可在规定的角度方向中切换所述波束图案，
所述移动信息表示所述角度方向中的所述通信终端相对所述天线单元的相对移动速度，
所述波束控制单元
将所述角度方向中的所述移动速度为第3阈值以上作为条件，判定为所述位置为所述波束之外的可能性高，并使所述天线单元的波束的半值角扩大。
7.如权利要求3所述的无线通信装置，
所述移动信息表示距离方向中的所述通信终端相对所述天线单元的相对移动速度，
所述波束控制单元
将所述距离方向中的所述移动速度为第4阈值以上作为条件，判定为所述位置为所述波束之外的可能性高，并使所述天线单元的波束的半值角缩小。
8.如权利要求3所述的无线通信装置，
所述移动信息表示所述无线通信的业务、所述通信终端和所述无线通信装置之中至少一方的有无搭载功能的使用、装置类别、以及有无电源供给之中的至少一个。
9.如权利要求3所述的无线通信装置，
所述移动信息获取单元
通过所述天线单元，从所述通信终端接收所述移动信息的至少一部分。
10.一种无线通信控制方法，是具有使用多个天线元件切换多个波束图案的天线单元、以及用所述天线单元对于通信终端进行无线通信的通信单元的无线通信装置中的无线通信控制方法，包括以下步骤：
获取表示所述无线通信的通信质量的质量信息的步骤；
获取表示所述无线通信终端相对所述天线单元的相对位置的移动的移动信息的步骤；
基于获取的所述质量信息和所述移动信息，控制所述天线单元切换的所述波束图案的步骤，所述质量信息表示从所述通信终端向所述天线单元的发送信号的所述天线单元中的接收强度；以及
在至所述接收强度的容许最小值为止的余量为第1阈值以上的情况下，使当前的波束图案的半值角扩大的步骤。
CN201680012511.2A 2015-03-27 2016-03-04 无线通信装置和无线通信控制方法 Active CN107408974B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015065608 2015-03-27
JP2015-065608 2015-03-27
PCT/JP2016/001189 WO2016157727A1 (ja) 2015-03-27 2016-03-04 無線通信装置および無線通信制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107408974A CN107408974A (zh) 2017-11-28
CN107408974B true CN107408974B (zh) 2020-09-22

Family

ID=57006616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680012511.2A Active CN107408974B (zh) 2015-03-27 2016-03-04 无线通信装置和无线通信控制方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9871571B2 (zh)
EP (1) EP3276853B1 (zh)
JP (1) JP6630346B2 (zh)
CN (1) CN107408974B (zh)
WO (1) WO2016157727A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10209771B2 (en) * 2016-09-30 2019-02-19 Sony Interactive Entertainment Inc. Predictive RF beamforming for head mounted display
US10405316B2 (en) * 2015-10-19 2019-09-03 Keyssa Systems, Inc. Contactless connector location systems and methods
KR101881166B1 (ko) * 2016-05-17 2018-07-23 한국전자통신연구원 이동무선백홀 네트워크의 빔 포밍 통신 장치 및 방법
CN109565700A (zh) * 2016-08-16 2019-04-02 瑞典爱立信有限公司 控制定向通信设备
US11621747B2 (en) * 2016-10-28 2023-04-04 Qualcomm Incorporated Receiver beamforming for measurements
US10735081B2 (en) * 2017-09-13 2020-08-04 Chiun Mai Communication Systems, Inc. Heterogeneous network, mobile device and method for beam training and tracking
US10757756B2 (en) * 2018-02-26 2020-08-25 Intel IP Corporation Management frames for rate adaptation by enhanced directional multi-gigabit (EDMG) stations in millimeter wave (mmWave) networks
JP2019193197A (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 キヤノン株式会社 電子機器、その制御方法、及びそのプログラム
US11601172B2 (en) 2018-06-20 2023-03-07 Airsfan Ip Holdco Llc Technique for controlling a beam pattern employed by an antenna apparatus
GB2574853A (en) * 2018-06-20 2019-12-25 Airspan Networks Inc Technique for controlling a beam pattern employed by an antenna apparatus
KR102511292B1 (ko) * 2018-07-11 2023-03-17 삼성전자주식회사 전자 장치의 객체 인증 장치 및 방법
US10992364B2 (en) * 2019-01-18 2021-04-27 Verizon Patent And Licensing Inc. Systems and methods for adaptive beamforming management
KR20200095691A (ko) * 2019-02-01 2020-08-11 삼성전자주식회사 밀리미터 웨이브를 이용한 객체 인식 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
CN111526484A (zh) 2019-02-02 2020-08-11 索尼公司 用于无线通信系统的设备、方法和存储介质
CN113597799B (zh) * 2019-03-13 2024-04-23 上海诺基亚贝尔股份有限公司 用于调整波束赋形简档的设备、方法和计算机可读介质
JP7453041B2 (ja) 2020-04-02 2024-03-19 矢崎総業株式会社 アンテナ制御装置およびアンテナ制御システム
CN114257278B (zh) * 2020-09-21 2023-12-15 上海华为技术有限公司 一种通信的方法，装置以及系统
FR3118324A1 (fr) * 2020-12-22 2022-06-24 Orange Procédé de génération de faisceaux d’un réseau d’antennes de communication radio et dispositif correspondant
WO2024026044A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 Apple Inc. Beam width control

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004066523A1 (ja) * 2003-01-21 2004-08-05 Fujitsu Limited 適応制御装置
CN101243699A (zh) * 2005-06-16 2008-08-13 高通股份有限公司 蜂窝系统中的自适应扇区化
JP2008278076A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Kyocera Corp 無線通信装置
JP2013106270A (ja) * 2011-11-15 2013-05-30 Kyocera Corp 通信システム、通信システムの制御方法、及びアダプティブアレイ無線装置
WO2014035218A1 (ko) * 2012-08-31 2014-03-06 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 안테나 가상화 방법 및 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5754139A (en) * 1996-10-30 1998-05-19 Motorola, Inc. Method and intelligent digital beam forming system responsive to traffic demand
GB0020088D0 (en) * 2000-08-15 2000-10-04 Fujitsu Ltd Adaptive beam forming
US20060094449A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-04 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for preventing communication link degradation due to the disengagement or movement of a self-positioning transceiver
US20060159052A1 (en) * 2004-11-11 2006-07-20 Shouichi Koga Space division multiplex wireless communication system, device and method for the same
US8351521B2 (en) 2008-03-17 2013-01-08 Qualcomm Incorporated Multi-resolution beamforming based on codebooks in MIMO systems
EP2129173B1 (en) * 2008-05-30 2011-07-20 Alcatel Lucent Method and base station for controlling beam forming in a mobile cellular network
US20100151865A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Interference Reduction in High-Speed Wireless Data Networks
US9147935B2 (en) * 2011-08-10 2015-09-29 Qualcomm Incorporated Maintenance of mobile device RF beam
US9318805B2 (en) * 2012-08-21 2016-04-19 Qualcomm Incorporated Updating a beam pattern table
US9306640B2 (en) * 2012-09-07 2016-04-05 Qualcomm Incorporated Selecting a modulation and coding scheme for beamformed communication
JP2014053780A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Sony Corp 通信装置、通信制御方法及びプログラム
EP2887560A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-24 Alcatel Lucent Beamforming Apparatus, Method and Computer Program for a Transceiver

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004066523A1 (ja) * 2003-01-21 2004-08-05 Fujitsu Limited 適応制御装置
CN101243699A (zh) * 2005-06-16 2008-08-13 高通股份有限公司 蜂窝系统中的自适应扇区化
JP2008278076A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Kyocera Corp 無線通信装置
JP2013106270A (ja) * 2011-11-15 2013-05-30 Kyocera Corp 通信システム、通信システムの制御方法、及びアダプティブアレイ無線装置
WO2014035218A1 (ko) * 2012-08-31 2014-03-06 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 안테나 가상화 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP6630346B2 (ja) 2020-01-15
EP3276853A1 (en) 2018-01-31
EP3276853A4 (en) 2018-04-11
US20170317729A1 (en) 2017-11-02
WO2016157727A1 (ja) 2016-10-06
CN107408974A (zh) 2017-11-28
JPWO2016157727A1 (ja) 2018-01-18
US9871571B2 (en) 2018-01-16
EP3276853B1 (en) 2019-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107408974B (zh) 无线通信装置和无线通信控制方法
CN110291730B (zh) 最优波束显示和引导方法和装置
EP3531787A1 (en) Wave beam-based multi-connection communication method, terminal device, and network device
EP3354048B1 (en) Speed dependent transmission format for vehicular or d2d transmission
JP2018504067A (ja) 動的バンド切替えのためのシステムおよび方法
US20170041760A1 (en) Method and device for adjustment of at least one parameter of a communication system
WO2017193784A1 (zh) 电子装置、信息处理设备和信息处理方法
KR102576385B1 (ko) 전자 디바이스 및 통신 방법
CN112640328B (zh) 用于在无线通信系统中形成波束的方法及电子装置
RU2739588C2 (ru) Оконечное устройство, базовая станция, способ и носитель информации
EP4022790A1 (en) Deep learning aided fingerprint based beam alignment
CN106982457B (zh) 通信装置、通信装置的控制方法以及通信系统
CN110603849B (zh) 无线通信方法和无线通信设备
KR20170013233A (ko) 스캐닝 정보를 공유하기 위한 시스템들 및 방법들
CN114759961A (zh) 用于无线通信的传感器辅助天线和波束选择
CN115694576A (zh) 静止条件下无线通信的波束选择细化
JP2014036317A (ja) 無線通信システム及び無線通信制御方法
CN111886898A (zh) 用于卫星通信的用户设备
US20220294495A1 (en) Electronic device and method in wireless communication system
WO2014101138A1 (zh) 多载波通信的方法、装置、设备和系统
WO2024061094A1 (zh) 用户设备、无线通信方法和计算机可读存储介质
EP4125226A2 (en) Sensor-assisted millimeter-wave beam management
EP4277168A1 (en) Measurement report method for frequency selection of electronic device, and electronic device
WO2011148637A1 (ja) 移動局、無線通信システム、移動局のパラメータ値送信方法及び無線通信システムにおける基地局のパラメータ値設定方法
KR20220132269A (ko) 전자 장치 및 전자 장치에서 통신 네트워크와의 연결을 제어하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant