JP2021176227A - 無線通信装置、及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者間の電波品質の差を抑えることができる無線通信装置、及び無線通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】無線通信装置は、ビームの角度間隔が均等であるビームパターンに相当する複数のアンテナウェイトベクタの組で構成される標準ビームテーブルを記憶する記憶部と、通信相手の無線通信装置の存在する方向を最適化対象方向として決定し、最適化対象方向に対して標準ビームテーブルのビームの角度間隔を密にするように変更することで最適化したビームテーブルを生成し、最適化したビームテーブルを用いて通信相手の無線通信装置と通信を行わせる制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信装置、及び無線通信方法に関する。

無線通信の大容量化を図るために、使用する周波数帯域の広帯域化及び高周波化によって、ミリ波帯を使用する無線通信装置の開発が進んでいる。例えば６０ＧＨｚ帯は、モバイル通信網と連携したスモールセルやワイヤレスインターネットサービスプロバイダの無線アクセス網などにおいて、あるいは、無線基地局、無線中継局、又は公衆無線ＬＡＮ通信アクセスポイントなどに用いられる無線バックホールリンクとしての利用が検討されている。

伝搬損失の大きいミリ波帯では、一般に高利得で鋭い指向性を有するビームアンテナを用いる。ＩＥＥＥ８０２．ｌｌａｄ規格では、通信相手が移動することや、複数の通信相手とＰｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ（Ｐ２ＭＰ）通信することを考慮し、ビーム方向を制御部からの電気的な制御によって可変可能なビームフォーミングアンテナを利用する。また、ＩＥＥＥ８０２．ｌｌａｄ規格では、通信を開始する時に、また、通信中に逐次自局と相手局との問で最適なビーム方向を探索する。

ＩＥＥＥ８０２．ｌｌａｄ規格に従った無線通信装置では、例えば特許文献１に記載のように、Ｓｅｃｔｏｒ−ｌｅｖｅｌ ｓｗｅｅｐ（ＳＬＳ）及びＢｅａｍ Ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＢＲＰ） ｐｈａｓｅというビームフォーミングプロセスにより、好適なビーム方向の探索が実施される。特許文献１に記載の技術では、通常、第１に準無指向ビームパターンを実現するＡＷＶの組を少なくとも一つ用い、また、第２にビームの角度間隔が均一になっている標準のビームテーブルを一つ用いていた。そして、特許文献１に記載の技術では、一連のビームパターンを含む標準のビームテーブルを用いて一定の角度範囲について複数のビームパターンを順次切り替えてスキャンするにあたり、設計する各ビームパターンの放射方向は角度間隔が均等になるようにしていた。

また、近年、ＷＩＳＰ（無線インターネットサービスプロバイダ）による無線アクセス網を利用したインターネット接続サービスやＦｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ（ＦＷＡ）と呼ばれる無線通信キャリアによる無線アクセス網の接続サービスの提供が普及しつつある。これらのサービスでは、利用者のアンテナの設置場所は固定であり、原則として移動することは無い。このため、固定された利用者のロケーションに対して優れたサービスを提供することが求められている。

一般に広帯域無線通信技術では、電波の品質に応じてＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ（ＭＣＳ）を切り替え、電波の品質が良い状況では高速な通信を実施し、品質が劣化した環境では、低速な通信とすることにより接続を担保する。電波品質のわずかな差で、ＭＣＳが切り替わることがある。この結果、ちょうどビームの方位に位置した利用者は電波品質が良好であり、ビームとビームの谷間に位置した利用者は電波品質が劣化する。

米国特許第９９６０８７７号明細書

しかしながら、例えば、特許文献１に記載の背景技術では、各ビームパターンの放射方向は均等な角度間隔に配置している。このため、ビームのピークの方向の利用者とビームの谷間の方向の利用者との間でデータレートに差が発生する場合がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、利用者間の電波品質の差を抑えることができる無線通信装置、及び無線通信方法を提供する。

本発明の一態様に係る無線通信装置は、ビームの角度間隔が均等であるビームパターンに相当する複数のアンテナウェイトベクタの組で構成される標準ビームテーブルを記憶する記憶部と、通信相手の無線通信装置の存在する方向を最適化対象方向として決定し、前記最適化対象方向に対して前記標準ビームテーブルの前記ビームの角度間隔を密にするように変更することで最適化したビームテーブルを生成し、前記最適化したビームテーブルを用いて前記通信相手の無線通信装置と通信を行わせる制御部と、を備える。

本発明の一態様によれば、通信相手の無線通信装置が存在する方向にビームが密に配置される。
この結果、本発明の一態様によれば、通信相手の無線通信装置それぞれが良好な通信品質で速度の速いＭＣＳで安定した通信を行うことが可能となるので、利用者間の電波品質の差を抑えることができる。

本発明の一態様に係る無線通信装置において、前記記憶部は、複数の前記アンテナウェイトベクタの組を記憶し、前記制御部は、前記最適化対象方向のビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択し、選択した前記アンテナウェイトベクタの組を配置し、前記最適化対象方向の近傍に設定するビームを決定し、決定した前記近傍に設定するビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置し、前記最適化対象方向及びその近傍を除く非最適化領域に設定するビームを決定し、前記非最適化領域に設定するビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置する、ことで前記最適化したビームテーブルを生成するようにしてもよい。

本発明の一態様に係る無線通信装置において、前記制御部は、前記最適化対象方向の近傍に設定するビームを決定し、決定した前記近傍に設定するビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置する場合、前記最適化対象方向のビームに隣接する２本の第１隣接ビームを、それぞれ前記最適化対象方向のビームとの問の角度間隔を第１の角度間隔に決定し、決定した前記第１隣接ビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置し、前記第１の角度間隔は、前記標準ビームテーブルのビームの角度間隔の１／２以下であるようにしてもよい。

本発明の一態様に係る無線通信装置において、前記制御部は、前記最適化対象方向の近傍に設定するビームを決定し、決定した前記近傍に設定するビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置する場合、前記第１隣接ビームのそれぞれに隣接する２本の第２隣接ビームをそれぞれ前記第１隣接ビームとの間の角度間隔を第２の角度間隔に決定し、決定した前記第２隣接ビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置し、前記第２の角度間隔は、標準ビームテーブルのビームの角度間隔より小さく、かつ前記第１の角度間隔より大きいようにしてもよい。

本発明の一態様に係る無線通信装置において、前記第１の角度間隔は、前記標準ビームテーブルのビームの角度間隔の１／４以下であり、かつ前記第２の角度間隔は、前記標準ビームテーブルのビームの角度間隔の１／２以下であるようにしてもよい。

本発明の一態様に係る無線通信装置において、前記制御部は、前記最適化対象方向及び前記最適化対象方向の近傍を除く前記非最適化領域に設定するビームを決定し、決定した前記非最適化領域に設定するビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置する場合、前記非最適化領域に設定するビームと当該ビームに隣接するビームとの谷間の利得の劣化を抑制するようにビーム配置を調整するようにしてもよい。

本発明の一態様に係る無線通信装置において、前記制御部は、前記非最適化領域において前記ビーム配置を調整する場合、各々の前記非最適化領域において前記ビームの角度間隔を不均一に調整し、複数の前記非最適化領域の間のビーム本数のバランスを調整するようにしてもよい。

本発明の一態様に係る無線通信装置において、前記制御部は、前記ビーム本数のバランスを調整する場合、全ての非最適化領域において、一番浅い谷間の利得と一番深い谷間の利得との差を抑制するように調整するようにしてもよい。

本発明の一態様に係る無線通信方法は、標準ビームテーブルを記憶する記憶部を備える無線通信装置であって、通信相手の無線通信装置の存在する方向を最適化対象方向として決定し、前記最適化対象方向に対して前記標準ビームテーブルの前記ビームの角度間隔を密にするように変更することで最適化したビームテーブルを生成し、前記最適化したビームテーブルを用いて前記通信相手の無線通信装置と通信を行わせる。

上記本発明の一態様によれば、利用者間の電波品質の差を抑えることができる。

実施形態に係る無線通信装置を用いた無線通信システムの一例を示す図である。 実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図である。 第１実施形態に係るストレージが記憶する標準ビームテーブルにおいて角度３０度から１５０度までの１２０度の角度範囲に４度おきに存在する３１本のビームそれぞれのアレイファクタを極座標で示した図である。 第１実施形態に係るストレージが記憶する標準ビームテーブルにおいて各方向について利得が一番大きいビームのみを選択して描写した図である。 第１実施形態に係る無線通信装置が動的に最適化ビームテーブルを構成する処理手順のフローチャートである。 通信相手が７０度方向と１１０度方向の２方位に存在する場合、ビームを再配置した後の最適化ビームテーブルのアレイファクタを示す図である。 第１実施例における最適化ビームテーブルを最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のアレイファクタを示す図である。 第１実施例における最適化ビームテーブルを最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のアレイファクタの極座標表示の図である。 第２実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行う前のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。 第２実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。 第２実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを極座標で示した図である。 第３実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行う前のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。 第３実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。 第３実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを極座標で示した図である。 第４実施例における標準ビームテーブルを示す図である。 第４実施例の標準ビームテーブルにおけるアレイファクタを極座標で示した図である。 第４実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行う前のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。 第４実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。 第４実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを極座標で示した図である。 第５実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行う前のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。 第５実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。 第５実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを極座標で示した図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（無線通信システムの構成例）
図１は、実施形態に係る無線通信装置を用いた無線通信システムの一例を示す図である。図１のように、無線通信システム１は、第１の無線通信装置２（以下、単に無線通信装置２ともいう）、第２の無線通信装置３−１、第２の無線通信装置３−２、第２の無線通信装置３−３、第２の無線通信装置３−４、第２の無線通信装置３−５、及び第２の無線通信装置３−６を備える。以下の説明において、第２の無線通信装置３−ｎ（ｎは１から６の整数）のうちの１つを特定しない場合は、第２の無線通信装置３という。

第１の無線通信装置２は、光ファイバ回線または他の通信回線を介してプロバイダ網などの上位ネットワークに接続され、これによりインターネット等のネットワークに接続されている。また、第１の無線通信装置２は、例えばＷＩＳＰや無線通信キャリアなどサービス提供事業者が設置する無線通信装置である。

第２の無線通信装置３は、例えば、ＷＩＳＰや無線通信キャリアなどサービス提供事業者が提供するサービスを利用する利用者宅に設置されている。なお、第２の無線通信装置３の数は６つに限らず、１つ以上であればよい。

第１の無線通信装置２と第２の無線通信装置３−１〜３−６のうち少なくとも１つが、ビームフォーミングアンテナを備え、その装置内部にビームフォーミングを実行する制御部を備える。第１の無線通信装置２と第２の無線通信装置３は、ビームフォーミングを実施する過程において相互に存在を認識し、適切なビームの選択をし、電波の品質に応じたＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）をして無線通信を行う。なお、以下の説明では、第１の無線通信装置２がビームフォーミングアンテナを備え、その装置内部にビームフォーミングを実行する制御部を備える例を説明する。

なお、第１の無線通信装置２と第２の無線通信装置３は、サービス提供者とそのサービス利用者とに限定されるものではなく、企業や公的機関など、組織が内部ネットワークとしてその両方を敷設するものであってもよい。

（実施形態で用いる用語の説明）
ここで、ビームフォーミングアンテナを用いて通信を行う無線通信装置の概略と、実施形態で用いる用語の説明をする。
ビームフォーミングアンテナの基本的な構成は、整列させた各アンテナ要素に位相をずらして給電することにより、所望の方角に対して位相が揃った電波が放射され、鋭い指向性をもったビームが放射される。

所望の方角に電波を放射するビームのビームパターンの設計では、アンテナアレイの各アンテナエレメントの配列、アンテナエレメント間の距離、放射する電波の波長などを元にして、各アンテナエレメントから放射された電波が所望の方向で干渉し強め合うように位相条件を計算し、各アンテナエレメントに給電する位相及び電力を決定する。

ビームフォーミングアンテナを備えた無線通信装置は、複数のＡｎｔｅｎｎａ Ｗｅｉｇｈｔ Ｖｅｃｔｏｒ（ＡＷＶ）により構成されるビームテーブルを備えている。ここで、ＡＷＶとは、各アンテナエレメントに対応する振幅調整器の利得及び可変移相器の移相量を表すベクトルのことを指す。ビームフォーミングアンテナがｎ個のアンテナエレメントにより構成されている場合、ｎ個のＡＷＶの組が一つのビームパターンを示す。

ＡＷＶのみを元にしてアレイアンテナ全体としての放射指向性を計算したものをアレイファクタと言う。アンテナエレメントが無指向性アンテナである場合は、アレイファクタがそのままアレイアンテナ全体の放射パターンである。アンテナエレメントが指向性を有する場合は、アレイファクタとアンテナエレメントの放射パターンとの積がアレイアンテナ全体の放射パターンとなる。

（無線通信装置の構成例）
図２は、実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図である。図２のように、無線通信装置２は、アンテナ２１、及び制御部２２を備える。
制御部２２は、ＢＢＩＣ２２１、ＲＦＩＣ２２２、コントロールシステム２２３、ＮＩ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２２４、及びＰＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）２２５を備える。
ＲＦＩＣ２２２は、ＬＵＴ２２２１、及びビームフォーマ２２２２を備える。
コントロールシステム２２３は、ストレージ２２３１を備える。

アンテナ２１は、複数のエレメントが配置され、複数のエレメントをＡＷＶ（Ａｎｔｅｎｎａ Ｗｅｉｇｈｔ Ｖｅｃｔｏｒ）の設定値により電気的に制御することが可能なデジタルフェーズドアレイ方式のビームフォーミングアンテナである。

ＢＢＩＣ２２１は、例えばＢａｓｅｂａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔである。ＢＢＩＣ２２１は、Ｂａｓｅｂａｎｄ信号を処理する回路部であり、また場合によりコントロールシステム２２３からのＲＦＩＣ２２２に対する制御を仲介する。

ＲＦＩＣ２２２は、例えばＲａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔであり、高周波信号の処理を担当し、ミリ波信号の送受信を行うとともに、ビームフォーミングを実施する。ＲＦＩＣ２２２は、ＬＵＴ２２２１に数値を設定することでＡＷＶを設定する。

ＬＵＴ２２２１は、Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅであり、ビームパターンテーブルとして複数のＡＷＶの組を収容している。個々のＡＷＶの組は、１つのビームパターンに対応し、アンテナエレメントの個数に対応したＡＷＶから構成されている。また、ＬＵＴ２２２１は、後述するようにコントロールシステム２２３によって最適化された最適化ビームテーブルを記憶する。

ビームフォーマ２２２２は、ＡＷＶの設定値に基づきアンテナエレメントへの給電を制御する。

コントロールシステム２２３は、ＮＩ２２４を介して無線通信装置２に接続されたインターネット等の上流側ネットワークに接続されている。コントロールシステム２２３は、ＢＢＩＣ２２１及びＲＦＩＣ２２２を制御することによって、ＮＩ２２４を介した第１のネットワークと、アンテナ２１を介して通信回線で接続されている第２のネットワークとの間の通信を媒介する。コントロールシステム２２３は、ＢＢＩＣ２２１及びＲＦＩＣ２２２の制御を、例えばプログラムに従って、各種データベースを参照することにより実行する。なお、コントロールシステム２２３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等を含むものであってもよい。

ストレージ２２３１は、予め設計された複数のＡＷＶの組や、複数のＡＷＶの組を所定のビーム本数分組み合わせた複数のビームテーブルを記憶している。ストレージ２２３１は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等の記録媒体である。または、ストレージ２２３１は、ＡＳＩＣやＳｏＣ等が内部に有する不揮発性記憶領域であってもよい。ＡＷＶの組としては、第１に準無指向（ｑｕａｓｉ−ｏｍｎｉ）ビームパターンを実現するＡＷＶの組が少なくとも一つあり、第２にビームの角度間隔が均一になっている標準のビームテーブルが少なくとも一つある。標準のビームテーブルは、一定の角度範囲をカバーする一連のビームであり、各ビームは各方向のビームパターンに対応する一連のＡＷＶの組からなる。ストレージ２２３１は、さらに最適化されたビームテーブルを記憶する。また、ストレージ２２３１は、最適化ビームテーブルを構成するための選択元となる一群のＡＷＶの組を記憶する。

ＮＩ２２４は、ネットワークインタフェースであり、無線通信装置２を上流側ネットワークに接続するためのインタフェースである。
ＰＳ２２５は、電源ユニットであり、外部から供給された電力を無線通信装置２の各部に供給する。

ここで、ストレージ２２３１が記憶する情報例を説明する。
図３は、本実施形態に係るストレージ２２３１が記憶する標準ビームテーブルにおいて角度３０度から１５０度までの１２０度の角度範囲に４度おきに存在する３１本のビームそれぞれのアレイファクタを極座標で示した図である。なお、ビーム角度間隔は４度である。

図４は、本実施形態に係るストレージ２２３１が記憶する標準ビームテーブルにおいて各方向について利得が一番大きいビームのみを選択して描写した図である。図４において、横軸は方向［度］であり、縦軸はアレイファクタ［ｄＢ］である。

図５は、本実施形態に係る無線通信装置２が動的に最適化ビームテーブルを構成する処理手順のフローチャートである。

（ステップＳ１）コントロールシステム２２３は、最適化のターゲット方向を決定する。
（ステップＳ２）コントロールシステム２２３は、最適化のターゲット方向のビームにＡＷＶを選択する。

（ステップＳ３）コントロールシステム２２３は、第１近接ビームのＡＷＶを選択する。
（ステップＳ４）コントロールシステム２２３は、第２近接ビームのＡＷＶを選択する。

（ステップＳ５）コントロールシステム２２３は、最適化されていない領域のビームのＡＷＶを、角度間隔が略均一になるように選択する。
（ステップＳ６）コントロールシステム２２３は、最適化されていない領域のビームの角度間隔を不均一に変更する。

（ステップＳ７）コントロールシステム２２３は、最適化されていない領域間のビーム数のバランスを変更する。
（ステップＳ８）コントロールシステム２２３は、谷での利得の不均衡が最小化されたか否かを判別する。コントロールシステム２２３は、谷での利得の不均衡が最小化されたと判別した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、処理を終了する。コントロールシステム２２３は、谷での利得の不均衡が最小化されていないと判別した場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、ステップＳ６からの処理を繰り返す。

このように、本実施形態では、最適化対象方向のビームパターンに相当するアンテナウェイトベクタの組を選択し、選択した前記アンテナウェイトベクタの組を配置し、最適化対象方向の近傍に設定するビームを決定し、決定した前記近傍に設定するビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置し、最適化対象方向及びその近傍を除く非最適化領域に設定するビームのビームパターンに相当するアンテナウェイトベクタの組を選択して配置することで最適化したビームテーブルを生成する。

（第１実施例）
第１実施例では、２つの方向（７０度、１１０度）に対して無線通信装置２が動的に最適化ビームテーブルを構成する処理手順例を、図５を参照して説明する。
具体例として、準無指向ビームパターンと標準ビームテーブルとを用いて第１の無線通信装置２が第２の無線通信装置３と通信を開始した結果、通信相手が７０度方向と１１０度方向の２方向に存在していると判明した場合について説明する。

この場合、コントロールシステム２２３は、７０度方向と１１０度方向の２方向に最適化した最適化ビームテーブルを生成することを決定する（ステップＳ１）。

ここで、ストレージ２２３１には、最適化ビームテーブルを構成するビームの選択元となる複数のビーム、すなわちＡＷＶの組が記憶されている。以下の例では、０．１度間隔で１２０度の角度範囲をカバーする１２０１本のビームについてＡＷＶをあらかじめ計算し準備してある。

次に、コントロールシステム２２３は、所望の方向すなわち７０度と１１０度及びその近傍に、密にビームを配置する（ステップＳ２〜Ｓ４）。

ここで、ステップＳ２〜Ｓ４の処理を行う理由を説明する。標準ビームテーブルは、角度間隔が４度である。標準ビームテーブルにおいて最適なビームとして７０度のものが選択されても、実際の利用者の装置の方向が６８度または７２度に近い場合には、ビームの谷間に相当し、利得が劣化し、より通信速度の遅いＭＣＳが選択される可能性がある。そこで、コントロールシステム２２３は、選択元となる１２０１本のビーム、すなわち１２０１組のＡＷＶの中から７０．０度のものを選択して最適化ビームテーブル中に配置する。コントロールシステム２２３は、同様に、１１０度に対しても、１２０１組のＡＷＶの中から１１０．０度のものを選択して最適化ビームテーブル中に配置する（ステップＳ２）。

次に、コントロールシステム２２３は、７０．０度のビームを挟むように第２及び第３のビームを第１隣接ビーム（６９．０度のビーム、７１．０度のビーム）として配置する。同様に、コントロールシステム２２３は、１１０．０度のビームを挟むように第２及び第３のビームを第１隣接ビーム（１０９．０度のビーム、１１１．０度のビーム）として配置する（ステップＳ３）。なお、実施形態では、第２及び第３の２本のビームを第１隣接ビームと呼ぶ。

コントロールシステム２２３は、３本のビーム（７０．０度のビーム、６９．０度のビーム、７１．０度のビーム）を挟むように第４及び第５のビームを第２隣接ビーム（６７．０度のビーム、７３．０度のビーム）として配置する。同様に、コントロールシステム２２３は、３本のビーム（１１０．０度のビーム、１０９．０度のビーム、１１１．０度のビーム）を挟むように第４及び第５のビームを第２隣接ビーム（１０７．０度のビーム、１１３．０度のビーム）として配置する（ステップＳ４）。実施形態では、第４及び第５の２本のビームを第２隣接ビームと呼ぶ。
ステップＳ２〜Ｓ４の処理によって、コントロールシステム２２３は、７０度方向近傍及び１１０度方向近傍それぞれのビームの角度間隔を密にする。

なお、本実施形態では、第２の第１隣接ビームと最適化方向のビームとの間の角度間隔、及び最適化方向のビームと第３の第１隣接ビームとの間の角度間隔の２つを第１の角度間隔とし、これを標準ビームテーブルにおける角度間隔よりも狭いものとする。

また、本実施形態では、第２の第１隣接ビームに隣接する第４の第２隣接ビームと第２の第１隣接ビームとの間の角度間隔、及び第３の第１隣接ビームに隣接する第５の第２隣接ビームと第３の第１隣接ビームとの間の角度間隔の２つを第２の角度間隔とする。そして、本実施形態では、第２の角度間隔を標準ビームテーブルにおける角度間隔よりも狭く、第１の角度間隔よりも広いものとする。

本実施形態では、例えば、第１の角度間隔を標準ビームテーブルの角度間隔である４度の１／４の１度とする。また、本実施形態では、第２の角度間隔を４度よりも狭く、第１の角度間隔の１度よりも広い２度とする。

なお、第１の角度間隔は、標準ビームテーブルの角度間隔の半分以下であることが好ましく、さらに１／４以下であることが好ましい。第２の角度間隔は、標準ビームテーブルの３／４以下であることが好ましく、さらに１／２以下であることが好ましい。このようなビームを選択可能とするためには、選択元となるＡＷＶの組が標準ビームテーブルのビームの本数の略４倍保有されていることが好ましい。
標準ビームテーブルのビームの本数をＮとした場合は、少なくとも（Ｎ−１）×４＋１組のＡＷＶの組があらかじめ用意されていることが好ましい。

次に、コントロールシステム２２３は、起点方向である３０度から第１の最適化方向である７０．０度のビームに近接する第４の第２隣接ビームの方向である６７．０度までの第１の非最適化領域、第１の最適化方向のビームに近接する第５の第２隣接ビームの方向である７３．０度から第２の最適化方向である１１０．０度のビームに近接する第４の第２隣接ビームの方向である１０７．０度までの第２の非最適化領域、第２の最適化方向のビームに近接する第５の第２隣接ビームの方向である１１３．０度から終点方向である１５０度までの第３の非最適化領域について、それぞれの領域にビームを配置する本数を決定し、ビームを配置する（ステップＳ５）。

具体的には、まず、コントロールシステム２２３は、各非最適化領域の角度範囲の比率に従ってビーム本数を分配する。本実施形態では、コントロールシステム２２３は、第１の非最適化領域に７本、第２の非最適化領域に６本、第３の非最適化領域に８本のビームを配置する。次に、コントロールシステム２２３は、それぞれの非最適化領域において略均等な角度分布でビームを配置する。

この段階における最適化ビームテーブルの例を図６に示す。図６は、通信相手が７０度方向と１１０度方向の２方向に存在する場合、ビームを再配置した後の最適化ビームテーブルのアレイファクタを示す図である。図６において、横軸と縦軸は図４と同一である。図６のように、７０度方向及び１１０度方向においては近傍も含めビームが密に配置され利得の谷間が浅い配置となっており、いずれの利用者が使用する第２の無線通信装置３も良好な通信品質で速度の速いＭＣＳで安定した通信を行うことが可能となる。

第１実施例では、さらに利得の最適化を実施する。図６のビームテーブルでは、最適化方向近傍については改善されているが、他の方向においては利得の谷間が深い方向が見られる。例えば、９０度方向や９４．８度方向のアレイファクタ［ｄＢ］は１１．２１［ｄＢ］である。本実施形態では、これについて、利得の谷間の平準化を行って、利得の劣化を抑制する。

ここで、最適化の具体例を説明する。
まず、コントロールシステム２２３は、各々の非最適化領域の中において、利得の谷間が深い方向についてはビーム間隔が狭くなるように、また、利得の谷間が浅い方向についてはビーム間隔が広くなるように、ビーム方向を調整して、選択するＡＷＶの組の差し替えを行う（ステップＳ６）。

図６の第１の非最適化領域の場合、６４．４度方向にある第７の谷間は１１．２３ｄＢであり、３２．７度方向にある第１の谷間は１１．７７ｄＢであり、当該領域における利得の谷間の最大と最小の差は０．５４ｄＢである。

コントロールシステム２２３は、第７の谷間が形成される第７のビームと第８のビームの間隔を０．１度減らし、第１の谷間が形成される第１のビームと第２のビームの間隔を０．１度増やして、第１のビームから第７のビームを再配置して、アレイファクタの計算をやり直す。再配置後の当該領域における利得の谷間の最大と最小の差は、０．５４ｄＢから０．５０ｄＢに改善する。

コントロールシステム２２３は、これらの処理を繰り返し、当該領域における利得の谷間の最大と最小の差が例えば０．０２ｄＢとなった段階で、再配置しても再配置前に対して改善しなくなった場合、０．０２ｄＢの時の配置を採用とし、最適化の操作を完了する。コントロールシステム２２３は、これらの処理を、それぞれの非最適化領域に対して実行する。

次に、コントロールシステム２２３は、上記の処理終了後、各非最適化領域の一番深い利得の谷間について比較し、利得の谷間が浅い非最適化領域のビームを１本減らし、利得の谷間が深い非最適化領域のビームを１本増やす操作を行う（ステップＳ７）。
第１実施例では、一番深い利得の谷間は各々、第１の非最適化領域で１１．５０ｄＢ、第２の非最適化領域で１１．２１ｄＢ、第３の非最適化領域で１１．６３ｄＢでる。コントロールシステム２２３は、第３の非最適化領域のビーム本数を８本から７本に減らし、第２の非最適化領域を６本から７本に増やす。

コントロールシステム２２３は、増減したビーム本数によって、再度、それぞれの非最適化領域の角度範囲において略均等な角度分布でビームを配置する。

コントロールシステム２２３は、ステップＳ６〜Ｓ７を繰り返し、全ての非最適領域において、一番浅い谷間の利得と一番深い谷間の利得との差が最小となった時の配置を採用し、非最適化領域の再配置を完了する。この処理を完了し最終的に求められた最適化ビームテーブルを、図７及び図８に示す。

図７は、第１実施例における最適化ビームテーブルを最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のアレイファクタを示す図である。図７の横軸と縦軸は図４と同一である。図８は、第１実施例における最適化ビームテーブルを最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のアレイファクタの極座標表示の図である。図８の座標は図３と同一である。

最適化後の再配置前の図６の段階では、第１の非最適化領域のビーム本数が７本、第２の非最適化領域のビーム本数が６本、第３の非最適化領域のビーム本数が８本で、一番深い利得の谷間が９０．０度方向の１１．２１ｄＢであり、一番浅い利得の谷間が１４７．６度方向の１１．８３ｄＢであり、差は０．６２ｄＢであった。最配置後、３つの非最適化領域のビーム本数が７本、７本、７本に調整され、また間隔も不均等に調整され、一番深い利得の谷間が８７．９度方向及び９２．１度方向の１１．４１ｄＢであり、一番浅い利得の谷間が５１．０度及び１２９．０度方向の１１．５３ｄＢであり、差は０．１２ｄＢとなり、最配置前と比較して改善が見られた。

第１実施例における無線通信装置２は、このようにして生成した最適化ビームテーブルをＬＵＴ２２２１に設定し、次回のビーム方向の探索に用いる。次回以降のビーム探索の結果、通信相手の無線通信装置が増減したり、あるいは従来存在した方向に相手側の無線通信装置が無くなり、他の方向の無線通信装置との通信を開始することとなった場合、コントロールシステム２２３は、最適化ビームテーブルの生成をやり直す。このような場合、コントロールシステム２２３は、標準ビームテーブルを用いた探索からやり直してもよい。

（比較例）
ここで、比較例を説明する。
ＩＥＥＥ８０２．ｌｌａｄ規格では、Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｍｕｌｔｉ−ｇｉｇａｂｉｔ（ＤＭＧ）と称される６０ＧＨｚミリ波帯通信についてＭＣＳとＲｅｃｅｉｖｅｒ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ（受信感度）との関係が示されている。
例えば、ＭＣＳ１０に要求される感度は−５５ｄＢｍであり、ＭＣＳ１１に要求される感度は−５４ｄＢｍであり、ＭＣＳ１２に要求される感度は−５３ｄＢｍであって、電波品質のわずかな差でＭＣＳが切り替わる。

このため、ちょうどビームの方向位置に無線通信装置を設置した利用者は電波品質が良好であり、ビームとビームの谷間の位置に無線通信装置を設置した利用者は電波品質が劣化することとなる。従来技術の場合は、ちょうどビームの方向に位置した利用者は、例えばＭＣＳ１２が利用可能であるが、ビームの谷間に位置した別の利用者はＭＣＳ１１しか利用出来ないといったことが発生する場合がある。ここで、ＩＥＥＥ８０２．ｌｌａｄ規格の場合、それぞれのＭＣＳにおけるデータレートは、ＭＣＳ１０で３，０８０Ｍｂｐｓであり、ＭＣＳ１１で３，８５０Ｍｂｐｓであり、ＭＣＳ１２で４，６２０Ｍｂｐｓである。例えばＭＣＳ１１が利用できずにＭＣＳ１０を利用する場合は、ＭＣＳ１１と比べて２０％の性能低下となる。また、ＭＣＳ１２が利用出来ずＭＣＳ１１となる場合は、ＭＣＳ１２と比べて１７％の性能低下となる。

これに対して、第１実施例によれば、２つの方向に対して上述したように最適化ビームテーブルの最適化を行ったため、例えば図４に対して図７のように、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置とすることができる。この結果、第１実施例によれば、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置としたので、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して通信速度が遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。また、第１実施例によれば、最適化ビームテーブルを最適化後に再配置を行ったため、例えば図６に対して図７のように、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにすることができる。この結果、第１実施例によれば、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにしたので、最適化方向の決定以後に通信相手の無線通信装置が増加するなど、他の方向の無線通信装置との通信を開始することとなった場合であっても、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して通信速度が遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。

（第２実施例）
第２実施例では、３つの方向（７０度、１１０度、１３０度）に対して無線通信装置２が動的に最適化ビームテーブルを構成する処理手順例を、図５を参照して説明する。

この場合、コントロールシステム２２３は、７０度方向と１１０度方向と１３０度方向との３方向に最適化した最適化ビームテーブルを生成することを決定する（ステップＳ１）。
次に、コントロールシステム２２３は、所望の方向すなわち７０度と１１０度と１３０度及びその近傍に、密にビームを配置する（ステップＳ２〜Ｓ４）。

本実施例では、コントロールシステム２２３は、７０度、１１０度及び１３０度に対して、選択元となるＡＷＶの中から７０．０度、１１０．０度、１３０．０度のものを選択して配置する（ステップＳ２）。次に、コントロールシステム２２３は、７０．０度、１１０．０度、１３０．０度のビームのそれぞれを挟むように第２及び第３の第１隣接ビームを配置する（ステップＳ３）。
コントロールシステム２２３は、７０．０度、１１０．０度及び１３０．０度それぞれに対して、第２の第１隣接ビームと第３の第１隣接ビームを含む３本のビームを挟むように第４及び第５の第２隣接ビームを配置する（ステップＳ４）。

ステップＳ２〜Ｓ４の処理によって、コントロールシステム２２３は、７０度方向近傍、１１０度方向近傍及び１３０度方向近傍それぞれのビームの角度間隔を密にする。
次に、コントロールシステム２２３は、それぞれの非最適化領域にビームを配置する本数を決定し、ビームを配置する（ステップＳ５）。
この段階における最適化ビームテーブルの例を図９に示す。図９は、第２実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行う前のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。図９の横軸と縦軸は図４と同一である。

次に、コントロールシステム２２３は、各々の非最適化領域の中において、利得の谷間が深い方向についてはビーム間隔が狭くなるように、また、利得の谷間が浅い方向についてはビーム間隔が広くなるように、ビーム方向を調整して、選択するＡＷＶの組の差し替えを行う。
コントロールシステム２２３は、当該非最適化領域における利得の谷間の最大と最小の差を指標とし、差し替えをしても改善しなくなった時点でその非最適化領域の調整を終了する（ステップＳ６）。

次に、コントロールシステム２２３は、上記の処理終了後、各非最適化領域の一番深い利得の谷間について比較し、利得の谷間が浅い非最適化領域のビームを１本減らし、利得の谷間が深い非最適化領域のビームを１本増やす操作を行う（ステップＳ７）。

コントロールシステム２２３は、増減したビーム本数によって、再度、それぞれの非最適化領域の角度範囲において略均等な角度分布でビームを配置する。

コントロールシステム２２３は、ステップＳ６〜Ｓ７を繰り返し、全ての非最適領域において、一番浅い谷間の利得と一番深い谷間の利得との差が最小となった時の配置を採用し、非最適化領域の再配置を完了する。この処理を完了し最終的に求められた最適化ビームテーブルを、図１０及び図１１に示す。

図１０は、第２実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。図１０の横軸と縦軸は図４と同一である。図１１は、第２実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを極座標で示した図である。図１１の座標は図３と同一である。

図１０と図１１のように、第２実施例によれば、所望の３方向の近傍において、ビームが密に配置され利得の劣化はわずかであり、また非最適化領域についても平準化調整の結果深い利得の谷間を改善できた。

第２実施例によれば、３つの方向に対して上述したように最適化ビームテーブルの最適化を行ったため、例えば図１０のように、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置とすることができる。この結果、第２実施例によれば、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置としたので、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。また、第２実施例によれば、最適化ビームテーブルを最適化後に再配置を行ったため、例えば図９に対して図１０のように、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにすることができる。この結果、第２実施例によれば、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにしたので、最適化方向の決定以後に通信相手の無線通信装置が増加するなど、他の方向の無線通信装置との通信を開始することとなった場合であっても、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して通信速度が遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。

（第３実施例）
第３実施例では、４つの方向（５２度、７０度、１１０度、１３０度）に対して無線通信装置２が動的に最適化ビームテーブルを構成する処理手順例を、図５を参照して説明する。

この場合、コントロールシステム２２３は、５２度方向と７０度方向と１１０度方向と１３０度方向との４方向に最適化した最適化ビームテーブルを生成することを決定する（ステップＳ１）。
次に、コントロールシステム２２３は、所望の方向すなわち５２度と７０度と１１０度と１３０度及びその近傍に、密にビームを配置する（ステップＳ２〜Ｓ４）。

本実施例では、コントロールシステム２２３は、５２度、７０度、１１０度及び１３０度に対して、選択元となるＡＷＶの中から５２．０度、７０．０度、１１０．０度、１３０．０度のものを選択して配置する（ステップＳ２）。次に、コントロールシステム２２３は、５２．０度、７０．０度、１１０．０度、１３０．０度のビームのそれぞれを挟むように第２及び第３の第１隣接ビームを配置する（ステップＳ３）。
コントロールシステム２２３は、５２度、７０度、１１０度及び１３０度それぞれに対して、第２の第１隣接ビームと第３の第１隣接ビームを含む３本のビームを挟むように第４及び第５の第２隣接ビームを配置する（ステップＳ４）。

ステップＳ２〜Ｓ４の処理によって、コントロールシステム２２３は、５２度方向近傍、７０度方向近傍、１１０度方向近傍及び１３０度方向近傍それぞれのビームの角度間隔を密にする。
次に、コントロールシステム２２３は、それぞれの非最適化領域にビームを配置する本数を決定し、ビームを配置する（ステップＳ５）。
この段階における最適化ビームテーブルの例を図１２に示す。図１２は、第３実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行う前のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。図１２の横軸と縦軸は図４と同一である。

次に、コントロールシステム２２３は、各々の非最適化領域の中において、利得の谷間が深い方向についてはビーム間隔が狭くなるように、また、利得の谷間が浅い方向についてはビーム間隔が広くなるように、ビーム方向を調整して、選択するＡＷＶの組の差し替えを行う。コントロールシステム２２３は、当該非最適化領域における利得の谷間の最大と最小の差を指標とし、差し替えをしても改善しなくなった時点でその非最適化領域の調整を終了する（ステップＳ６）。

次に、コントロールシステム２２３は、上記の処理終了後、各非最適化領域の一番深い利得の谷間について比較し、利得の谷間が浅い非最適化領域のビームを１本減らし、利得の谷間が深い非最適化領域のビームを１本増やす操作を行う（ステップＳ７）。

コントロールシステム２２３は、増減したビーム本数によって、再度、それぞれの非最適化領域の角度範囲において略均等な角度分布でビームを配置する。

コントロールシステム２２３は、ステップＳ６〜Ｓ７を繰り返し、全ての非最適領域において、一番浅い谷間の利得と一番深い谷間の利得との差が最小となった時の配置を採用し、非最適化領域の再配置を完了する。この処理を完了し最終的に求められた最適化ビームテーブルを、図１３及び図１４に示す。

図１３は、第３実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。図１３の横軸と縦軸は図４と同一である。図１４は、第３実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを極座標で示した図である。図１４の座標は図３と同一である。

図１３と図１４のように、第３実施例によれば、所望の４方向の近傍において、ビームが密に配置され利得の劣化はわずかであり、また非最適化領域についても平準化調整の結果深い利得の谷間を改善できた。

第３実施例によれば、４つの方向に対して上述したように最適化ビームテーブルの最適化を行ったため、例えば図１３のように、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置とすることができる。この結果、第３実施例によれば、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置としたので、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。また、第３実施例によれば、最適化ビームテーブルを最適化後に再配置を行ったため、例えば図１２に対して図１３のように、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにすることができる。この結果、第３実施例によれば、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにしたので、最適化方向の決定以後に通信相手の無線通信装置が増加するなど、他の方向の無線通信装置との通信を開始することとなった場合であっても、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して通信速度が遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。

（第４実施例）
第４実施例では、標準ビームテーブルとして６１本のビームを２度間隔で配置して、３０度方向から１５０度方向までの１２０度の角度範囲をカバーし、これを３６度、６０度、９０度、１０６度及び１２８度の５つの方向に対して最適化したビームテーブルを生成する例を、図５を参照して説明する。

図１５は、第４実施例における標準ビームテーブルを示す図である。図１５において、横軸は方向［度］であり、縦軸はアレイファクタ［ｄＢ］である。図１６は、第４実施例の標準ビームテーブルにおけるアレイファクタを極座標で示した図である。図１５は、ビームが３１本である第１実施例の図４と比較して、谷間における利得の劣化は小さくなっている。しかしながら、図１５においてビーム方向と谷間とでは、利得に差があり、これによるＭＣＳの劣化の発生の可能性がある。

この場合、コントロールシステム２２３は、３６度方向と６０度方向と９０度方向と１０６度方向と１２８度方向との５方向に最適化した最適化ビームテーブルを生成することを決定する（ステップＳ１）。
次に、コントロールシステム２２３は、所望の方向すなわち３６度、６０度、９０度、１０６度及び１２８度及びその近傍に、密にビームを配置する（ステップＳ２〜Ｓ４）。

本実施例では、コントロールシステム２２３は、３６度、６０度、９０度、１０６度及び１２８度に対して、選択元となるＡＷＶの中から３６．０度、６０．０度、９０．０度、１０６．０度、１２８．０度のものを選択して配置する（ステップＳ２）。次に、コントロールシステム２２３は、３６．０度、６０．０度、９０．０度、１０６．０度、１２８．０度のビームのそれぞれを挟むように第２及び第３の２本の第１隣接ビームを配置する（ステップＳ３）。
コントロールシステム２２３は、３６度、６０度、９０度、１０６度及び１２８度それぞれに対して、第２の第１隣接ビームと第３の第１隣接ビームを含む３本のビームを挟むように第４及び第５の第２隣接ビームを配置する（ステップＳ４）。

ステップＳ２〜Ｓ４の処理によって、コントロールシステム２２３は、３６度方向近傍、６０度方向近傍、９０度方向近傍、１０６度方向近傍及び１２８度方向近傍それぞれのビームの角度間隔を密にする。
次に、コントロールシステム２２３は、それぞれの非最適化領域にビームを配置する本数を決定し、ビームを配置する（ステップＳ５）。
この段階における最適化ビームテーブルの例を図１７に示す。図１７は、第４実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行う前のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。図１７の横軸と縦軸は図１５と同様である。なお、第４実施例では、例えば、第１の角度間隔を標準ビームテーブルの角度間隔である２度の１／４の０．５度とする。また、第４実施例では、第２の角度間隔を２度よりも狭く、第１の角度間隔の１度よりも広い１．０度とする。第２の第１隣接ビームと最適化方位方向のビームとの間の角度間隔、及び最適化方位方向のビームと第３の第１隣接ビームとの間の角度間隔の２つの角度間隔が、第１の角度間隔である。第２の第１隣接ビームに隣接する第４の第２隣接ビームと第２の第１隣接ビームとの間の角度間隔、及び第３の第１隣接ビームに隣接する第５の第２隣接ビームと第３の第１隣接ビームとの間の角度間隔の２つの角度間隔が、第２の角度間隔である。

次に、コントロールシステム２２３は、各々の非最適化領域の中において、利得の谷間が深い方向についてはビーム間隔が狭くなるように、また、利得の谷間が浅い方向についてはビーム間隔が広くなるように、ビーム方向を調整して、選択するＡＷＶの組の差し替えを行う。コントロールシステム２２３は、当該非最適化領域における利得の谷間の最大と最小の差を指標とし、差し替えをしても改善しなくなった時点でその非最適化領域の調整を終了する（ステップＳ６）。

次に、コントロールシステム２２３は、上記の処理終了後、各非最適化領域の一番深い利得の谷間について比較し、利得の谷間が浅い非最適化領域のビームを１本減らし、利得の谷間が深い非最適化領域のビームを１本増やす操作を行う（ステップＳ７）。

コントロールシステム２２３は、増減したビーム本数によって、再度、それぞれの非最適化領域の角度範囲において略均等な角度分布でビームを配置する。

コントロールシステム２２３は、ステップＳ６〜Ｓ７を繰り返し、全ての非最適領域において、一番浅い谷間の利得と一番深い谷間の利得との差が最小となった時の配置を採用し、非最適化領域の再配置を完了する。この処理を完了し最終的に求められた最適化ビームテーブルを、図１８及び図１９に示す。

図１８は、第４実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。図１８の横軸と縦軸は図１５と同様である。図１９は、第４実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを極座標で示した図である。図１９の座標は図１６と同一である。

図１８と図１９のように、第４実施例によれば、所望の５方向の近傍において、ビームが密に配置され利得の劣化はほとんど見られず、また非最適化領域についても平準化調整の結果深い利得の谷間を改善することができた。

第４実施例によれば、５つの方向に対して上述したように最適化ビームテーブルの最適化を行ったため、例えば図１８のように、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置とすることができる。この結果、第４実施例によれば、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置としたので、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。また、第４実施例によれば、最適化ビームテーブルを最適化後に再配置を行ったため、例えば図１７に対して図１８のように、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにすることができる。この結果、第４実施例によれば、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにしたので、最適化方向の決定以後に通信相手の無線通信装置が増加するなど、他の方向の無線通信装置との通信を開始することとなった場合であっても、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して通信速度が遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。

（第５実施例）
第５実施例では、標準ビームテーブルとして６１本のビームで、３０度方向から１５０度方向までの１２０度の角度範囲をカバーし、これを３６度、６０度、９０度、１０６度、１２８度、１４０度の６つの方向に対して最適化したビームテーブルを生成する例を、図５を参照して説明する。

この場合、コントロールシステム２２３は、３６度方向と６０度方向と９０度方向と１０６度方向と１２８度方向と１４０度方向との６方向に最適化した最適化ビームテーブルを生成することを決定する（ステップＳ１）。
次に、コントロールシステム２２３は、所望の方向すなわち３６度と６０度と９０度と１０６度と１２８度と１４０度及びその近傍に、密にビームを配置する（ステップＳ２〜Ｓ４）。

本実施例では、コントロールシステム２２３は、３６度と６０度と９０度と１０６度と１２８度と１４０度に対して、選択元となるＡＷＶの中から３６．０度、６０．０度、９０．０度、１０６．０度、１２８．０度、１４０．０度のものを選択して配置する（ステップＳ２）。次に、コントロールシステム２２３は、３６．０度、６０．０度、９０．０度、１０６．０度、１２８．０度、１４０．０度のビームのそれぞれを挟むように第２及び第３の２本の第１隣接ビームを配置する（ステップＳ３）。
コントロールシステム２２３は、３６度と６０度と９０度と１０６度と１２８度と１４０度それぞれに対して、第２の第１隣接ビームと第３の第１隣接ビームを含む３本のビームを挟むように第４及び第５の第２隣接ビームを配置する（ステップＳ４）。

ステップＳ２〜Ｓ４の処理によって、コントロールシステム２２３は、３６度方向近傍、６０度方向近傍、９０度方向近傍、１０６度方向近傍、１２８度方向近傍及び１４０度方向近傍それぞれのビームの角度間隔を密にする。
次に、コントロールシステム２２３は、それぞれの非最適化領域にビームを配置する本数を決定し、ビームを配置する（ステップＳ５）。
この段階における最適化ビームテーブルの例を図２０に示す。図２０は、第５実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行う前のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。図２０の横軸と縦軸は図１５と同様である。

次に、コントロールシステム２２３は、各々の非最適化領域の中において、利得の谷間が深い方向についてはビーム間隔が狭くなるように、また、利得の谷間が浅い方向についてはビーム間隔が広くなるように、ビーム方向を調整して、選択するＡＷＶの組の差し替えを行う。コントロールシステム２２３は、当該非最適化領域における利得の谷間の最大と最小の差を指標とし、差し替えをしても改善しなくなった時点でその領域の調整を終了する（ステップＳ６）。

次に、コントロールシステム２２３は、上記の処理終了後、各非最適化領域の一番深い利得の谷間について比較し、利得の谷間が浅い非最適化領域のビームを１本減らし、利得の谷間が深い非最適化領域のビームを１本増やす操作を行う（ステップＳ７）。

コントロールシステム２２３は、増減したビーム本数によって、再度、それぞれの非最適化領域の角度範囲において略均等な角度分布でビームを配置する。

コントロールシステム２２３は、ステップＳ６〜Ｓ７を繰り返し、全ての非最適領域において、一番浅い谷間の利得と一番深い谷間の利得との差が最小となった時の配置を採用し、非最適化領域の再配置を完了する。この処理を完了し最終的に求められた最適化ビームテーブルを、図２１及び図２２に示す。

図２１は、第５実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを示す図である。図２１の横軸と縦軸は図１５と同様である。図２２は、第５実施例における最適化後に非最適化領域のビームの再配置を行った後のビームテーブルのアレイファクタを極座標で示した図である。図２２の座標は図１６と同一である。

図２１と図２２のように、第５実施例によれば、所望の６方向の近傍において、ビームが密に配置され利得の劣化はほとんど見られず、また非最適化領域についても平準化調整の結果深い利得の谷間を改善できた。

第５実施例によれば、６方向に対して上述したように最適化ビームテーブルの最適化を行ったため、例えば図２１のように、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置とすることができる。この結果、第５実施例によれば、最適化方向の近傍において利得の谷間が浅い配置としたので、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。

以上のように、本実施形態では、ビームの角度間隔を均一にしたビームテーブルを用い、さらに特定の方向に最適化したビームテーブルを動的な手段によって追加で用意し、適宜これを適用するようにした。
また、本実施形態では、最適化ビームテーブルを構成するための選択元となる一群のＡＷＶの組を保有する。
さらに、本実施形態では、最適化する対象方向を１方向に限定せず、利用者の数に応じて、２方向、３方向など複数の方向を対象としたビームテーブル等も用意するようにした。

ここで、最適化対象方向を多方向とする場合は、最適化ビームテーブルをあらかじめ用意することとすると、膨大なデータ量となる。あるいは、限られたデータ量で対応しようとする場合には、用意出来る最適化ビームテーブルのパターンが限られたものとなる。

このため、本実施形態では、最適化ビームテーブルを用意するにあたり、選択元となる一群のＡＷＶの組をあらかじめ用意しておき、選択元となる一群のＡＷＶの組から適切なＡＷＶの組を選択して組み合わせることにより、最適化したビームテーブルをその場で生成するようにした。

なお、上述した各実施例において、ビーム配置を再配置する場合は、非最適化領域の一番端のビームと最適化領域の一番端のビームとの谷間も検討対象としてもよい。

上述したように各実施例によれば、通信相手の無線通信装置が存在する方向に最適化したビームテーブルを生成するようにしたので、通信相手の無線通信装置が存在する方向にビームが密に配置される。この結果、各実施例によれば、通信相手の無線通信装置それぞれが良好な通信品質で速度の速いＭＣＳで安定した通信を行うことが可能となるので、利用者間の電波品質の差を抑えることができる。
また、第５実施例によれば、最適化ビームテーブルを最適化後に再配置を行ったため、例えば図２０に対して図２１のように、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにすることができる。この結果、第５実施例によれば、非最適化領域の利得の谷間の差を少なくなるようにしたので、最適化方向の決定以後に通信相手の無線通信装置が増加するなど、他の方向の無線通信装置との通信を開始することとなった場合であっても、ビームの谷間方向に無線通信装置を設置している利用者の通信品質が劣化して通信速度が遅いＭＣＳが選択されることを防ぎ、利用者間の通信速度の差を少なくすることができる。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１…無線通信システム ２…第１の無線通信装置（無線通信装置） ３−１〜３−６、３…第２の無線通信装置 ２１…アンテナ ２２…制御部 ２２１…ＢＢＩＣ ２２２…ＲＦＩＣ ２２３…コントロールシステム ２２４…ＮＩ ２２５…ＰＳ ２２２１…ＬＵＴ ２２２２…ビームフォーマ ２２３１…ストレージ

Claims (9)

1. ビームの角度間隔が均等であるビームパターンに相当する複数のアンテナウェイトベクタの組で構成される標準ビームテーブルを記憶する記憶部と、
   通信相手の無線通信装置の存在する方向を最適化対象方向として決定し、前記最適化対象方向に対して前記標準ビームテーブルの前記ビームの角度間隔を密にするように変更することで最適化したビームテーブルを生成し、前記最適化したビームテーブルを用いて前記通信相手の無線通信装置と通信を行わせる制御部と、
   を備える無線通信装置。
2. 前記記憶部は、複数の前記アンテナウェイトベクタの組を記憶し、
   前記制御部は、
   前記最適化対象方向のビームパターンに相当するアンテナウェイトベクタの組を選択し、選択した前記アンテナウェイトベクタの組を配置し、
   前記最適化対象方向の近傍に設定するビームを決定し、決定した前記近傍に設定するビームの前記ビームパターンに相当するアンテナウェイトベクタの組を選択して配置し、
   前記最適化対象方向及びその近傍を除く非最適化領域に設定するビームを決定し、前記非最適化領域に設定するビームの前記ビームパターンに相当するアンテナウェイトベクタの組を選択して配置する、
   ことで前記最適化したビームテーブルを生成する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記制御部は、
   前記最適化対象方向の近傍に設定するビームを決定し、決定した前記近傍に設定するビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置する場合、
   前記最適化対象方向のビームに隣接する２本の第１隣接ビームを、それぞれ前記最適化対象方向のビームとの問の角度間隔を第１の角度間隔に決定し、決定した前記第１の角度間隔に対応したビームパターンに相当するアンテナウェイトベクタの組を選択して配置し、
   前記第１の角度間隔は、前記標準ビームテーブルのビームの角度間隔の１／２以下である、
   請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記制御部は、
   前記最適化対象方向の近傍に設定するビームを決定し、決定した前記近傍に設定するビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置する場合、
   前記第１隣接ビームのそれぞれに隣接する２本の第２隣接ビームをそれぞれ前記第１隣接ビームとの間の角度間隔を第２の角度間隔に決定し、決定した前記第２の角度間隔に対応したビームパターンに相当するアンテナウェイトベクタの組を選択して配置し、
   前記第２の角度間隔は、前記標準ビームテーブルのビームの角度間隔より小さく、かつ前記第１の角度間隔より大きい、
   請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記第１の角度間隔は、前記標準ビームテーブルのビームの角度間隔の１／４以下であり、かつ前記第２の角度間隔は、前記標準ビームテーブルのビームの角度間隔の１／２以下である、
   請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記制御部は、
   前記最適化対象方向及び前記最適化対象方向の近傍を除く前記非最適化領域に設定するビームを決定し、決定した前記非最適化領域に設定するビームの前記ビームパターンに相当する前記アンテナウェイトベクタの組を選択して配置する場合、
   前記非最適化領域に設定するビームと当該ビームに隣接するビームとの谷間の利得の劣化を抑制するようにビーム配置を調整する、
   請求項２に記載の無線通信装置。
7. 前記制御部は、
   前記非最適化領域において前記ビーム配置を調整する場合、
   各々の前記非最適化領域において前記ビームの角度間隔を不均一に調整し、複数の前記非最適化領域の間のビーム本数のバランスを調整する、
   請求項６に記載の無線通信装置。
8. 前記制御部は、
   前記ビーム本数のバランスを調整する場合、
   全ての非最適化領域において、一番浅い谷間の利得と一番深い谷間の利得との差を抑制するように調整する、
   請求項７に記載の無線通信装置。
9. 標準ビームテーブルを記憶する記憶部を備える無線通信装置であって、
   通信相手の無線通信装置の存在する方向を最適化対象方向として決定し、
   前記最適化対象方向に対して前記標準ビームテーブルの前記ビームの角度間隔を密にするように変更することで最適化したビームテーブルを生成し、
   前記最適化したビームテーブルを用いて前記通信相手の無線通信装置と通信を行わせる、
   無線通信方法。

Images