JP6639284B2 - 通信システム、通信システムの制御方法、基地局装置、および無線端末装置 - Google Patents

通信システム、通信システムの制御方法、基地局装置、および無線端末装置 Download PDF

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Description

本開示は、ビームフォーミングトレーニングを行って通信に使用するビームパターンを決定する通信システム、通信システムの制御方法、基地局装置、および無線端末装置に関する。
近年、高速な通信が可能であって、免許が不要な、ミリ波帯（例えば、６０ＧＨｚ帯等）の無線信号を使用するミリ波通信が普及している。ミリ波通信を採用した無線通信の規格として、例えば、ＷｉＧｉｇ（Wireless Gigabit）、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＨＤ（High Definition）、ＥＣＭＡ−３８７、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ等の規格がある。
ミリ波帯の無線信号は、直線性が強く、空間伝搬損失が大きいという電波特性を有する。このため、一般的なミリ波通信では、複数のアンテナを用いて無線信号の指向性を制御するビームフォーミングが用いられる。
ビームフォーミングとは、指向性を有する通信エリアであるビームの方向や幅を制御し、ビームを通信相手である無線通信装置の位置に追従させる技術である。ビームフォーミング技術によれば、自端末がビームを形成することができる範囲に、複数の通信相手（無線通信装置）が存在している場合、ビームの方向を時間分割で切り替えることにより、複数の無線通信装置との接続を確立させることができる。
ビームフォーミング技術が制定されているミリ波帯の無線通信規格として、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格がある（非特許文献１）。非特許文献１には、複数のビームパターンから通信に使用するビームパターンを選択する方法（ビームフォーミングプロトコル）として、通信する無線通信装置同士がビームパターンを変更し、最適なビームパターンを選択するための情報を含むトレーニングフレームを、変更したビームパターンを用いて送信し、最も通信に適したビームパターンを選択することが記載されている。
また、ビームフォーミング技術の適用例として、例えば特許文献１には、通信相手の無線通信装置に対してトレーニングフレームを送信する場合、通信相手の無線通信装置から直前に受信したトレーニングフレームの受信結果の一部または全ての結果を含むトレーニングフレームを送信することにより、受信結果のフィードバックを行うことが記載されている。
特表２０１２−５０７９４６号公報
IEEE 802.11ad-2012 IEEE Standard for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between systems-Local and Metropolitan networks-Specific requirements-Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Sepecifications Amendment 3: Enhancements for Very High Throughput in the 60 GHz Band
非特許文献１に開示されたビームフォーミングプロトコルにおいては、ビームを選択するのは自装置ではなく、通信相手の無線通信装置である。具体的には、通信相手の無線通信装置が、受信した複数のトレーニングフレームの中から最も受信品質が高いビームパターンを選択し、選択したビームパターンのＩＤが自端末に通知される。ここで、例えば自装置の周辺に複数の無線通信装置が存在し、干渉がより多く発生するような通信システムにおいては、干渉の影響等を考慮して、最適なビームパターンを自装置自身で選択および決定することが望ましい。しかしながら、通信相手の無線通信装置における全てのトレーニングフレームの受信結果を自装置にフィードバックする仕組みがないため、自装置自身で選択および決定することが困難である。
特許文献１に開示された技術は、トレーニングフレームの受信結果を自装置にフィードバックする仕組みを含むものであるが、トレーニングフレームに受信結果をフィードバックさせるための情報が含まれているので、トレーニングフレームのフレーム長が増大し、通信効率が低下してしまう。
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本開示の非限定的な実施例は、複数の無線通信ネットワークが隣接する環境においても、トレーニングフレームのフレーム長を増大させず、通信効率を維持することができる通信システム、通信システムの制御方法、基地局装置、および無線端末装置を提供することである。
本開示の一態様に係る通信システムは、１つ以上の無線端末装置と、前記１つ以上の無線端末装置と無線通信を行う基地局装置と、を有する通信システムであって、前記基地局装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第１のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、前記基地局装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記１つ以上の無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間を設け、前記１つ以上の無線端末装置は、前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質を測定し、前記測定した第１の受信品質に対して第１の順位を決定し、前記決定した第１の順位を前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とし、前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質を測定し、前記測定した第３の受信品質のぞれぞれに第３の順位を決定し、前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質を前記基地局装置に送信する。
本開示の一態様に係る通信システムの制御方法は、１つ以上の無線端末装置と、前記１つ以上の無線端末装置と無線通信を行う基地局装置と、を有する通信システムの制御方法であって、前記基地局装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第１のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、前記基地局装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記１つ以上の無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間を設け、前記１つ以上の無線端末装置は、前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質を測定し、前記測定した第１の受信品質に対して第１の順位を決定し、前記決定した第１の順位を前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とし、前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質を測定し、前記測定した第３の受信品質のぞれぞれに第３の順位を決定し、前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質をて送信する。
本開示の一態様に係る基地局装置は、１つ以上の無線端末装置と無線通信を行う基地局装置であって、前記基地局装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第１のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、前記基地局装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記１つ以上の無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間が設けられる場合に、前記１つ以上の無線端末装置によって、前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質が測定され、前記測定された第１の受信品質に対して第１の順位が決定され、前記決定された第１の順位が前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とされ、前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質が測定され、前記測定された第３の受信品質のぞれぞれに第３の順位が決定され、前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質が送信され、前記複数の第４のトレーニングフレームによって送信された前記第３の受信品質に基づいて、前記１つ以上の無線端末装置への送信に使用する前記基地局装置の送信用ビームパターンが決定される。
本開示の一態様に係る無線端末装置は、基地局装置と無線通信を行う無線端末装置であって、前記基地局装置によって、送信された複数の第１のトレーニングフレームを前記無線端末装置が複数の第１の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の第２の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、前記基地局装置が複数の第１の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記無線端末装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間が設けられる場合に、前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質を測定し、前記測定した第１の受信品質に対して第１の順位を決定し、前記決定した第１の順位を前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とし、前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質を測定し、前記測定した第３の受信品質のぞれぞれに第３の順位を決定し、前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質を前記基地局装置に送信する。
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、装置および方法の任意の組み合わせにより実現してもよい。
本開示の一態様によれば、複数の無線通信ネットワークが隣接する環境においても、トレーニングフレームのフレーム長を増大させず、通信効率を維持することができる。
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
複数の無線通信ネットワーク間で通信できるエリアが重複する具体例を説明する図 本開示の実施の形態に係る通信システムの一例を示す図 無線通信装置の構成の一例を示す図 無線通信装置が形成するビームパターンの一例を示す図 ＡＰとＳＴＡのそれぞれにおける、ビームパターンと送信用ビームＩＤおよび受信用ビームＩＤとの対応を示す図 ビームフォーミングプロトコル制御の一例を示すシーケンス図 ＲＸＳＳにおけるＡＰおよびＳＴＡの動作の一例を示すシーケンス図 Ｇｒａｎｔフレームのフレームフォーマットの一例を示す図 ＳＳＷフレームのフレームフォーマットの一例を示す図 ＳＴＡが第１のＳＳＷフレームから第５のＳＳＷフレームの受信に使用したビームＩＤと、受信品質測定結果とを例示した図 第１から第１０のＳＳＷフレームの送受信時において、ＡＰおよびＳＴＡのそれぞれにおいて使用されるビームパターンの例を示す図 第２および第３のプロトコル制御フレームであるＳＳＷ−ＦｅｅｄｂａｃｋフレームとＳＳＷ−ＡＣＫフレームのフレームフォーマットの一例を示す図 ＴＸＳＳにおけるＡＰおよびＳＴＡの動作の一例を示すシーケンス図 第１１から第２０のＳＳＷフレームの送受信時において、ＡＰおよびＳＴＡのそれぞれにおいて使用されるビームパターンの例を示す図 ＳＴＡが受信した第１１から第１５のＳＳＷフレームの受信品質測定の結果を例示した図 ＳＴＡが第１６から第２０のＳＳＷフレームの送信に使用する送信用ビームＩＤと、各ＳＳＷフレームに含まれるビームＩＤおよび受信品質情報とを例示する図 ＡＰがイニシエータである場合の、ＡＰの動作例を示すフローチャート ＳＴＡがレスポンダである場合の、ＳＴＡの動作例を示すフローチャート ２つのＳＴＡとのビームフォーミングプロトコル制御の一例を示すシーケンス図
＜本開示に至る経緯＞
本開示の実施の形態について詳細な説明を行う前に、本開示に至る経緯について説明する。
無線通信ネットワークの一例として、１つの基地局（ＡＰ：Access Point）が複数の無線端末装置（ＳＴＡ：Station）との無線通信を管理する形態のネットワークがある。１つの無線通信ネットワークの周囲に他の無線通信ネットワークが存在しない場合、その無線通信ネットワークにおいて、ＡＰは、ＳＴＡ毎に最適なビームを選択するためのビームフォーミングトレーニングを実施する。これにより、ＡＰは通信品質が最もよいビームパターンを選択することができ、無線通信ネットワーク内の通信品質（システムスループット）を最良とすることができる。
しかしながら、１つの無線通信ネットワークの周辺に他の無線通信ネットワークが存在する場合においては、１つの無線通信ネットワークのＡＰが最も受信品質のよいビームパターンを選択した結果、選択されたビームパターンにより確立された通信できるエリアが、異なる無線通信ネットワーク間で重複する事態が生じうる。
図１は、複数の無線通信ネットワーク間で通信できるエリアが重複する具体例を説明する図である。図１には、無線通信ネットワーク８０Ａと８０Ｂの２つのネットワークが隣接した通信システム３００が示されている。ここで、通信システム３００は、ミリ波通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに準拠した通信システムであり、２つの無線通信ネットワーク８０Ａおよび８０Ｂは、同じアクセス制御方式（例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式）で動作する。
図１に示す無線通信ネットワーク８０Ａは、ＡＰ８１Ａが管理するネットワークであり、ＳＴＡ８２ＡがＡＰ８１Ａに接続している。同様に、無線通信ネットワーク８０Ｂは、ＡＰ８１Ｂが管理するネットワークであり、ＳＴＡ８２ＢがＡＰ８２Ａに接続している。無線通信ネットワーク８０Ａにおいて、ＡＰ８１ＡとＳＴＡ８２Ａはビームフォーミングトレーニングを実施し、最も通信品質のよいビームパターンを選択する。同様に、無線通信ネットワーク８０Ｂにおいて、ＡＰ８１ＢとＳＴＡ８２Ｂはビームフォーミングトレーニングにより最良の通信品質を有するビームパターンを選択する。
ＡＰ８１ＡとＳＴＡ８２Ａが実施したビームフォーミングトレーニングにより選択されたビームパターンで通信ができるエリアを、図１において通信エリア８３Ａとして示している。同様に、図１において、通信エリア８３Ｂは、ＡＰ８１ＢとＳＴＡ８２Ｂが実施したビームフォーミングトレーニングにより選択されたビームパターンで通信ができるエリアである。
例えば、ＳＴＡ８２Ａと８２Ｂとが互いに近接して配置されている場合、図１に示すように、通信エリア８３Ａと通信エリア８３Ｂの一部が重複する。ここで、無線通信ネットワーク８０Ａ内での通信と無線通信ネットワーク８０Ｂ内での通信とが同時に行われる場合、同一チャネル干渉や隣接チャネル干渉等の干渉が発生し、通信品質（システムスループット）の低下が生じる。同一チャネル干渉や隣接チャネル干渉を低減させる一般的な技術として動的チャネル変更（ＤＦＳ：Dynamic Frequency Selection）がある。しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに準拠した通信システム３００では使用できるチャネル数が少ないため、ＤＦＳによって、このような干渉を低減させることは困難である。
このため、複数の無線通信ネットワークが密集した環境において、それぞれの無線通信ネットワーク内で最も通信品質の高いビームパターンを選択するのではなく、他の無線通信ネットワークからの影響（干渉）を考慮してビームパターンを決定する必要がある。
そのためには、ＡＰが全てのビームパターンの通信品質に関する情報を知る必要がある。しかし、非特許文献１では、通信相手の無線通信装置における全てのトレーニングフレームの受信結果を自装置にフィードバックする仕組みがないため、自装置自身で選択および決定することが困難であった。
なお、上記した特許文献１に開示された技術は、トレーニングフレームの受信結果を自装置にフィードバックする仕組みを用いるが、トレーニングフレームに受信結果をフィードバックさせるための情報が含まれているので、トレーニングフレームのフレーム長が増大し、通信効率が低下してしまう。
本開示の非限定的な実施例は、このような事情に鑑み、複数の無線通信ネットワークが隣接する環境においても、トレーニングフレームのフレーム長を増大させず、通信効率を維持することができる通信システム、通信システムの制御方法、基地局装置、および無線端末装置を提供する。
（実施の形態）
＜通信システムの構成例＞
図２は、本開示の実施の形態に係る通信システムの一例を示す図である。図２に示す通信システム１００は、インターネット等の通信ネットワーク１０１と、通信ネットワーク１０１に接続された無線通信装置１０２と、無線通信装置１０２との無線通信を介して通信ネットワーク１０１に接続する無線通信装置１０３と、を有する。無線通信装置１０２と無線通信装置１０３とは同じ構成を有し、ＡＰ（Access Point：基地局装置）として動作するか、ＳＴＡ（Station：無線端末装置）として動作するかによって異なる処理を実行する。
以下説明する本開示の実施の形態において、無線通信装置１０２は、無線通信装置１０３のアクセスポイントとして動作し、無線通信装置１０３と通信ネットワーク１０１との間のデータ転送を行うことにより、無線通信装置１０３の通信ネットワーク１０１へのアクセスを管理している。また、無線通信装置１０２および無線通信装置１０３は、ミリ波通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに対応した通信装置である。
＜無線通信装置の構成例＞
次に、無線通信装置１０２（１０３）の構成の一例について、図３を参照して説明する。図３に示すように、無線通信装置１０２（１０３）は、ＭＡＣ制御部１１、トレーニングプロトコル制御部１２、プロトコル制御フレーム生成部１３、トレーニングフレーム生成部１４、送信部１５、送信アンテナ部１６、受信アンテナ部１７、受信部１８、受信フレームフィルタ部１９、受信品質測定部２０、ビーム管理テーブル２１、ビーム決定部２２を有する。
なお、無線通信装置１０２（１０３）は、図示は省略するが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、およびＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリを有し、図３に示す各ブロックの機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。
ＭＡＣ制御部１１は、データ送受信の際のアクセス制御を行う。具体的には、ＭＡＣ制御部１１は、送信するデータフレームが発生した場合に、送信部１５に対して送信に使用するビームパターンのインデックス情報であるビームＩＤおよびＭＣＳを含むＭＡＣフレームを出力する。なお、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）は、送信に使用される変調方式や符号化率等の組み合わせをインデックス化したものである。また、ＭＡＣ（Media Access Control）フレームは、送信先のアドレス等の情報を含むフレームである。また、ＭＡＣ制御部１１は、データを受信した場合、受信フレームフィルタ部１９から取得したデータフレームやトレーニングプロトコル制御フレームを受信し、上位のアプリケーションにデータを出力する処理や、接続等のプロトコル制御の処理等を行う。
なお、無線通信装置１０２（１０３）は、他の無線通信装置との接続を開始する場合、ビームフォーミングトレーニングを行って接続に使用するビームパターンを決定する。トレーニングプロトコルを開始する無線通信装置（ＡＰ（基地局装置））１０２が有するＭＡＣ制御部１１は、トレーニング開始要求をトレーニングプロトコル制御部１２に出力する。トレーニングフレームを受信した無線通信装置（ＳＴＡ（無線端末装置））１０３が有するＭＡＣ制御部１１は、受信フレームフィルタ部１９から取得したトレーニングプロトコル制御フレームに基づき、トレーニングプロトコル制御部１２に対して制御信号を出力する。なお、トレーニングフレームとは、ビームフォーミングトレーニングに必要な情報を含むフレームを意味する。
トレーニングプロトコル制御部１２は、ビームフォーミングトレーニングに関する処理の制御を行う。具体的には、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＭＡＣ制御部１１からのトレーニングプロトコル開始要求に基づいて、プロトコル制御フレーム生成要求をプロトコル制御フレーム生成部１３に出力し、トレーニングプロトコル制御部１２は、トレーニングフレーム生成要求をトレーニングフレーム生成部１４に出力する。そして、トレーニングプロトコル制御部１２は、他の無線通信装置からの受信ビームパターンを切り替えるために受信ビームＩＤを受信部１８に出力する。
また、トレーニングプロトコル制御部１２は、他の無線通信装置からデータを受信した場合、受信品質測定部２０から取得した受信品質情報をビーム管理テーブル２１へ出力する。また、トレーニングプロトコル制御部１２は、受信フレームフィルタ部１９から取得したトレーニングフレームに基づき、プロトコル制御フレームを生成するか、トレーニングフレームを生成するか、トレーニングフレーム内のビームＩＤをビーム管理テーブル２１に出力するか、を判定する。
プロトコル制御フレーム生成部１３は、トレーニングプロトコル制御部１２から取得したプロトコル制御フレーム生成要求に基づいてプロトコル制御フレームを生成し、ビームＩＤとともに送信部１５へ出力する。
トレーニングフレーム生成部１４は、トレーニングプロトコル制御部１２から取得したトレーニングフレーム生成要求に基づきトレーニングフレームを生成し、ビームＩＤを含めて、送信部１５に出力する。
送信部１５は、ＭＡＣ制御部１１、プロトコル制御フレーム生成部１３、トレーニングフレーム生成部１４から取得したＭＡＣフレームに対して取得したＭＣＳに基づいて変調処理を施し、変調後の送信信号と取得したビームＩＤを送信アンテナ部１６に出力する。
送信アンテナ部１６は、複数のアンテナ素子を含むアレイアンテナを有し、送信部１５から入力された送信信号を空間に送信する。送信アンテナ部１６は、送信部１５から入力されたビームＩＤ等の情報に基づいて各アレイアンテナの位相および／または振幅を制御する等して複数のビームパターンを形成し、これを使用して送信信号の送信を行う。
受信アンテナ部１７は、複数のアンテナ素子を含むアレイアンテナを有し、他の無線通信装置から送信された送信信号を受信し、受信信号として受信部１８に出力する。受信アンテナ部１７は、例えば、アレイアンテナの位相および／または振幅を制御して、複数のビームパターンを形成し、これを使用して受信を行う。
受信部１８は、受信アンテナ部１７から取得した受信信号を復調し、復調したデータ（受信フレーム）を受信フレームフィルタ部１９に出力する。また、受信部１８は、ビームフォーミングトレーニングを行う場合、トレーニングプロトコル制御部１２から入力された受信用ビームＩＤに基づき、受信アンテナ部１７のアレイアンテナを制御し、入力された受信用ビームＩＤに対応するビームパターンに切り替える。
受信フレームフィルタ部１９は、受信部１８から入力された受信フレームのＭＡＣヘッダを解析して受信フレームのフレーム種別を解析する。そして、受信フレームフィルタ部１９は、解析結果に基づいて、受信したフレームがトレーニングフレームであった場合は、トレーニングプロトコル制御部１２に受信フレームを出力する。また、受信フィルタ部１９は、受信したフレームがトレーニングフレーム以外であった場合は、受信フレームをＭＡＣ制御部１１に出力する。
受信品質測定部２０は、受信部１８における復調結果に基づいて、受信信号の受信品質を測定し、受信品質情報を生成する。受信品質測定部２０は、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）、ＳＮＲ（Signal to Noise ratio：信号雑音比）、ＳＩＮＲ（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio：信号対干渉雑音比）、誤り率（ＢＥＲ（ビット誤り率）、ＰＥＲ（パケット誤り率）、および、ＦＥＲ（フレーム誤り率）等）のうちのいずれか１つ、あるいは複数を組み合わせて受信品質を測定すればよい。受信品質測定部２０は、測定した受信品質情報をトレーニングプロトコル制御部１２に出力する。
ビーム管理テーブル２１は、通信相手の無線通信装置へデータを送信するために使用するビームパターンに対応した送信用ビームＩＤと、データを受信するために使用するビームパターンに対応した受信用ビームＩＤとを関連付けて管理する。また、ビーム管理テーブル２１は、ビームＩＤと、受信品質測定部２０から取得した受信品質情報を関連付けて管理する。
ビーム決定部２２は、トレーニングプロトコル制御部１２からトレーニングの結果に関する情報を取得し、どのビームパターンを使用するかを選択し、選択したビームパターンに対応するＩＤをトレーニングプロトコル制御部１２に通知する。
次に、無線通信装置１０２（１０３）が形成するビームパターンについて、図４を参照して説明する。図４は、無線通信装置１０２（１０３）が形成するビームパターンの一例を示す図である。
図４には、無線通信装置１０２（１０３）が６種類のビームパターンを有する例を示している。無線通信装置１０２（１０３）は、送信アンテナ部１６のアレイアンテナにより、これらの６種類のビームパターンのうちのいずれかビームパターンを形成して通信を行う。図４に示すように、無線通信装置１０２（１０３）が有する６種類のビームパターンは、それぞれビーム方向が異なっており、指向性の高いビームパターンと、無指向性のビームパターンとを含む。ただし、無指向性のビームパターンはプロトコル制御のために用いられ、データ通信を行う場合には使用されない。図４において、ビーム＃１〜５が指向性の高いビームパターンの例であり、ビーム＃０が無指向性のビームパターンの例である。
なお、ここでは送信アンテナ部１６が形成するビームパターンについて説明したが、受信アンテナ部１７において形成されるビームパターンも同様である。
次に、それぞれのビームパターンに対応するビームＩＤについて説明する。図５は、ＡＰとＳＴＡのそれぞれにおける、ビームパターンと送信用ビームＩＤおよび受信用ビームＩＤとの対応を示す図である。以下では、ＡＰとして動作する無線通信装置１０２（１０３）をＡＰと記載し、ＳＴＡとして動作する無線通信装置１０２（１０３）をＳＴＡと記載する。
図５において、「ＡＰ」「送信用ビームＩＤ」の欄は、無線通信装置１０２がＡＰとして動作する場合の、各ビームパターンに対応する送信用ビームＩＤを示している。また、「ＡＰ」「受信用ビームＩＤ」の欄は、無線通信装置１０２がＡＰとして動作する場合の、各ビームパターンに対応する受信用ビームＩＤを示している。
また、図５において、「ＳＴＡ」「送信用ビームＩＤ」の欄は、無線通信装置１０３がＳＴＡとして動作する場合の、各ビームパターンに対応する送信用ビームＩＤを示している。また、「ＳＴＡ」「受信用ビームＩＤ」の欄は、無線通信装置１０３がＳＴＡとして動作する場合の、各ビームパターンに対応する受信用ビームＩＤを示している。
＜ビームフォーミングプロトコル制御＞
以下では、図２に例示する通信システム１００において、ビームフォーミングプロトコル制御が行われる際の無線通信装置１０２（１０３）の動作例について説明する。
図６は、通信システム１００におけるビームフォーミングプロトコル制御の一例を示すシーケンス図である。図６に示すシーケンス（スケジューリング）は、通信システム１００内の通信（接続）を管理するＡＰによって制御される。
図６に示すように、ＡＰは、ＢＴＩ（Beacon Transmission Interval：ビーコン伝送間隔）５０においてビーコンを送信する。ＡＰは、ビーコンを送信する期間であるＢＴＩを周期的に設定する。すなわち、ＡＰは、図６に示すように、ＢＴＩ５０の終了後であって、所定時間が経過した後、次のＢＴＩ５１が開始されるように設定を行う。図６においては、ＢＴＩはＢＴＩ５０とＢＴＩ５１の２つを示しているが、ＡＰが動作を終了するまでＢＴＩは所定時間毎に繰り返し設定される。
ＢＴＩ５０とＢＴＩ５１の間には、データフレームを送信する期間であるＤＴＩ（Data Transmission Interval：データ送信期間）５２が設定される。ＤＴＩ５２において、ＡＰとＳＴＡとの間でデータの送受信が行われる。これらのＢＴＩおよびＤＴＩについては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに規定されている。
ＡＰは、ＤＴＩ５２内に、ビームフォーミングトレーニングを行うための期間を設定する。本開示の実施の形態では、このビームフォーミングトレーニングを行うための期間をＢＦＴＩ（BeamForming Training Interval：ビームフォーミングトレーニング間隔）５３と称する。
図６に示すように、ＡＰは、ＢＦＴＩ５３内には、ＲＸＳＳ（受信ビームフォーミングトレーニング期間）５４とＴＸＳＳ（送信ビームフォーミングトレーニング期間）５５とを設定する。ＲＸＳＳ５４は、受信セクタの通信品質をテストするためにビームをスウィーピングする（receive sector sweep）期間であり、ＴＸＳＳ５５は、送信セクタの通信品質をテストするためにビームをスウィーピングする（transmit sector sweep）期間である。
＜ＲＸＳＳ（受信ビームフォーミングトレーニング期間）における動作＞
図７は、ＲＸＳＳ５４におけるＡＰおよびＳＴＡの動作の一例を示すシーケンス図である。図７に示すように、ＲＸＳＳ５４において、ＡＰはまず、第１のプロトコル制御フレームであるＧｒａｎｔフレーム６０をＳＴＡに対して送信する。
図８は、Ｇｒａｎｔフレームのフレームフォーマットの一例を示す図である。ＧｒａｎｔフレームはＩＥＥＥ８０２．１１ａｄにて規定されているフォーマットである。図８において、ＡＰは、Ｇｒａｎｔフレーム内に、さらに、本開示の実施の形態に示すビームフォーミングプロトコルが開始される旨を示す識別子（ビームフォーミングプロトコルＩＤ）を含む。
図７において、ＡＰは、Ｇｒａｎｔフレーム６０を送信後に、第１のＳＳＷ（Sector SWeep）フレーム６１Ａから第５のＳＳＷフレーム６１Ｅを、ＳＴＡに対して、無指向性のビームを用いて送信する。
図９は、ＳＳＷフレームのフレームフォーマットの一例を示す図である。ＳＳＷフレームはＩＥＥＥ８０２．１１ａｄにて規定されているフォーマットである。図９において、ＡＰはＳＳＷフレーム１８０内の送信ビームＩＤ１８４にＳＳＷフレームを送信する際に用いるビームＩＤと、測定したビーム毎の受信品質をフィードバックするためのビームＩＤ１８５と受信品質１８６を含む。
図７では、ＡＰは第１のＳＳＷフレーム６１Ａから第５のＳＳＷフレーム６１Ｅ内の送信ビームＩＤ１８４に、無指向性のビームＩＤである＃ｉｔｘ０を格納して送信する。なお、ＡＰは、第１のＳＳＷフレーム６１Ａから第５のＳＳＷフレーム６１Ｅ内のビームＩＤ１８５と受信品質１８６とには、情報を格納しない。
なお、第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅは、本開示における複数の第１のトレーニングフレームに対応している。
なお、図７では、ＡＰが第１から第５の５つのＳＳＷフレームを送信しているが、ＳＳＷフレームの数は、無線通信装置１０２（１０３）の指向性ビームの種類に対応している。すなわち、本開示の実施の形態の通信システム１００では、無線通信装置１０２（１０３）では、図４に示すように５つの指向性ビームパターンを使用することができるので、図７におけるＳＳＷフレームの数は５つである。各ＳＳＷフレームは、送信に使用されたビームＩＤを含む。
ＳＴＡは、ＡＰから送信された第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅを、ビームパターンを切り替えることによって受信する。ＳＴＡは、第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅを受信する際に、受信に使用したビームの受信品質を測定する。そして、ＳＴＡは、受信品質の高低によるビームの順位付けを行う。
図１０は、ＳＴＡが第１のＳＳＷフレーム６１Ａから第５のＳＳＷフレーム６１Ｅの受信に使用したビームＩＤと、受信品質測定のＲＸＳＳにおける結果とを例示した図である。図１０には、ＳＴＡが各ＳＳＷフレームの受信に使用したビームに対応するビームＩＤと、各ＳＳＷフレームの受信に使用したビームの受信品質情報の一例としてのＳＮＲと、受信に使用したビームを受信品質が高い順に順位付けをした結果と、が例示されている。なお、図１０において例示したＳＮＲは、ｄＢ値を変換したインデックス値である。
図１０では、測定した受信品質情報は、第４のＳＳＷフレーム（ビームＩＤ：＃ｉｔｘ４）が最も受信品質が高く、以下第２のＳＳＷフレーム（＃ｉｔｘ２）、第３のＳＳＷフレーム（＃ｉｔｘ３）、第１のＳＳＷフレーム（＃ｉｔｘ１）、第５のＳＳＷフレーム（＃ｉｔｘ５）の順となっている。ＳＴＡは、受信に使用したビームのビームＩＤと、受信品質情報と、順位付けを行った結果と、を対応づけてビーム管理テーブル２１に記憶させる。
なお、ＳＴＡにおける、第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅの受信に用いたビームの受信品質の順位付けの結果は、ＲＸＳＳ５４の終了後に続けて行われるＴＸＳＳ５５において使用される。ＴＸＳＳ５５におけるＡＰおよびＳＴＡの動作については後述する。
図７では、ＳＴＡは、第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅの受信が完了した後、第６から第１０のＳＳＷフレーム６２Ａ〜６２Ｅを、ＡＰに対して、無指向性のビームを用いて送信する。図７では、ＳＴＡは第６のＳＳＷフレーム６２Ａから第１０のＳＳＷフレーム６２Ｅ内の送信ビームＩＤ１８４に、無指向性のビームＩＤである＃ｉｒｘ０を格納して送信する。なお、ＳＴＡは、第６のＳＳＷフレーム６２Ａから第１０のＳＳＷフレーム６２Ｅ内のビームＩＤ１８５と受信品質１８６とには、情報を格納しない。ＡＰは、ＳＴＡから送信された第６から第１０のＳＳＷフレーム６２Ａ〜６２Ｅを、ビームパターンを切り替えることによって受信する。なお、第６のＳＳＷフレーム６２Ａから第１０のＳＳＷフレーム６２Ｅは、本開示における複数の第２のトレーニングフレームに対応している。
図１１は、ＲＸＳＳとして、図７に示す第１から第１０のＳＳＷフレームの送受信時において、ＡＰおよびＳＴＡのそれぞれにおいて使用されるビームパターンの例を示す図である。図１１では、ＡＰは、Ｇｒａｎｔフレーム６０、および第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅを、無指向性のビームパターン（図４に示すビーム＃０）を用いて送信する。また、ＳＴＡは、第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅ毎に異なる指向性を有するビームパターンを用いて受信する。
具体的には、ＳＴＡは、図１１において、第１のＳＳＷフレーム６１Ａを、ビームパターン＃１に対応する＃ｒｒｘ１（図５参照）を用いて受信する。ＳＴＡは、第２のＳＳＷフレーム６１Ｂを、ビームパターン＃２に対応する＃ｒｒｘ２を用いて受信する。ＳＴＡは、第３のＳＳＷフレーム６１Ｃを、ビームパターン＃３に対応する＃ｒｒｘ３を用いて受信する。ＳＴＡは、第４のＳＳＷフレーム６１Ｄを、ビームパターン＃４に対応する＃ｒｒｘ４を用いて受信する。ＳＴＡは、第５のＳＳＷフレーム６１Ｅを、ビームパターン＃５に対応する＃ｒｒｘ５を用いて受信する。
一方、ＳＴＡは、第６から第１０のＳＳＷフレーム６２Ａ〜６２Ｅを、無指向性のビーム＃０に対応する＃ｒｔｘ０を用いて送信する。そして、ＡＰは、第６から第１０のＳＳＷフレーム６２Ａ〜６２Ｅ毎に異なる指向性を有するビームパターンを用いて受信する。具体的には、ＳＴＡは、図１１において、第６のＳＳＷフレーム６２Ａを、ビームパターン＃１に対応する＃ｉｒｘ１（図５参照）を用いて受信する。ＡＰは、第７のＳＳＷフレーム６２Ｂを、ビームパターン＃２に対応する＃ｉｒｘ２を用いて受信する。ＡＰは、第８のＳＳＷフレーム６２Ｃを、ビームパターン＃３に対応する＃ｉｒｘ３を用いて受信する。ＡＰは、第９のＳＳＷフレーム６２Ｄを、ビームパターン＃４に対応する＃ｉｒｘ４を用いて受信する。ＡＰは、第１０のＳＳＷフレーム６２Ｅを、ビームパターン＃５に対応する＃ｉｒｘ５を用いて受信する。
図７において、ＳＴＡから送信された第６から第１０のＳＳＷフレーム６２Ａ〜６２Ｅを受信したＡＰは、第２のプロトコル制御フレームであるＳＳＷ−ＦｅｅｄｂａｃｋフレームをＳＴＡに対して送信する。ＳＳＷ−Ｆｅｅｄｂａｃｋフレームを受信したＳＴＡは、第３のプロトコル制御フレームであるＳＳＷ−ＡＣＫフレームをＡＰに対して送信する。
図１２は、第２および第３のプロトコル制御フレームであるＳＳＷ−Ｆｅｅｄｂａｃｋフレーム６３とＳＳＷ−ＡＣＫフレーム６４のフレームフォーマットの一例を示す図である。図１２では、ＳＳＷ−Ｆｅｅｄｂａｃｋフレーム６３（ＳＳＷ−ＡＣＫフレーム６４）は、例えば、フレーム種別、送信元アドレス、および、宛先アドレスの情報を含む。フレーム種別は、第２あるいは第３のプロトコル制御フレームであることを示す識別子あるいはパターンである。送信元アドレスは、第２あるいは第３のプロトコル制御フレームを送信する端末の識別子（例えばＭＡＣアドレス等）である。宛先アドレスは、第２または第３のプロトコル制御フレームを受信する端末の識別子（例えばＭＡＣアドレス等）である。
＜ＴＸＳＳ（送信ビームフォーミングトレーニング期間）における動作＞
本開示の実施の形態に係る通信システム１００においては、ＲＸＳＳが終了した後、ＴＸＳＳが開始される。以下では、ＴＸＳＳ５５におけるＡＰおよびＳＴＡの動作例について説明する。
図１３は、ＴＸＳＳ５５におけるＡＰおよびＳＴＡの動作の一例を示すシーケンス図である。ＴＸＳＳ５５において、ＡＰはまず、第４のプロトコル制御フレームであるＧｒａｎｔフレーム７０をＳＴＡに対して送信する。Ｇｒａｎｔフレーム７０は、上述したＧｒａｎｔフレーム６０と同様に、図９に示すように、さらに、本開示の実施の形態におけるビームフォーミングプロトコルが開始される旨を示す識別子（ビームフォーミングプロトコルＩＤ）を含む。
図１３において、ＡＰは、Ｇｒａｎｔフレーム７０を送信後に、第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅを、ＳＴＡに対して、ビームパターンを切り替えることによって送信する。ＡＰから送信される第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅには、送信時に使用するビームＩＤが含まれる。
送信時に使用するビームＩＤは、図９で示したＳＳＷフレーム内の送信ビームＩＤ１８４に、記載される。例えば、ＡＰは、第１１のＳＳＷフレーム７１Ａの送信ビームＩＤ１８４に＃ｉｔｘ１を格納し、第１２のＳＳＷフレーム７１Ｂの送信ビームＩＤ１８４に＃ｉｔｘ２を格納し、第１３のＳＳＷフレーム７１Ｃの送信ビームＩＤ１８４に＃ｉｔｘ３を格納し、第１４のＳＳＷフレーム７１Ｄの送信ビームＩＤ１８４に＃ｉｔｘ４を格納し、第１５のＳＳＷフレーム７１Ｅの送信ビームＩＤ１８４に＃ｉｔｘ５を格納する。
なお、ＡＰは、第１１のＳＳＷフレーム７１Ａから第１５のＳＳＷフレーム７１Ｅ内のビームＩＤ１８５と受信品質１８６とには、情報を格納しない。なお、第１１のＳＳＷフレーム７１Ａから第１５のＳＳＷフレーム７１Ｅは、本開示における複数の第３のトレーニングフレームに対応している。
図１４は、図１３に示す第１１から第２０のＳＳＷフレームの送受信時において、ＡＰおよびＳＴＡのそれぞれにおいて使用されるビームパターンの例を示す図である。図１４では、ＡＰはＧｒａｎｔフレーム７０、第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅ毎に異なる指向性を有するビームパターンを用いて送信する。また、ＳＴＡは、Ｇｒａｎｔフレーム７０、および第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅを、無指向性のビームパターン（図４に示すビーム＃０）に対応する＃ｒｒｘ０を用いて受信する。
具体的には、ＡＰはＧｒａｎｔフレーム７０を無指向性のビームパターン＃０に対応する＃ｉｔｘ０（図５参照）を用いて送信する。ＡＰは、第１１のＳＳＷフレーム７１Ａをビームパターン＃１に対応する＃ｉｔｘ１を用いて送信し、第１２のＳＳＷフレーム７１Ｂをビームパターン＃２に対応する＃ｉｔｘ２を用いて送信し、第１３のＳＳＷフレーム７１Ｃをビームパターン＃３に対応する＃ｉｔｘ３を用いて送信し、第１４のＳＳＷフレーム７１Ｄをビームパターン＃４に対応する＃ｉｔｘ４を用いて送信し、第１５のＳＳＷフレーム７１Ｅをビームパターン＃５に対応する＃ｉｔｘ５を用いて送信する。
一方、ＳＴＡは、第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅ毎に異なる指向性を有するビームパターンを用いて送信する。そして、ＡＰは、第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅを、無指向性のビームパターン＃０に対応する＃ｉｒｘ０で受信する。
具体的には、ＳＴＡは、第１６のＳＳＷフレーム７２Ａを、ビームパターン＃１に対応する＃ｒｔｘ１を用いて送信し、第１７のＳＳＷフレーム７２Ｂを、ビームパターン＃２に対応する＃ｒｔｘ２を用いて送信し、第１８のＳＳＷフレーム７２Ｃを、ビームパターン＃３に対応する＃ｒｔｘ３を用いて送信し、第１９のＳＳＷフレーム７２Ｄを、ビームパターン＃４に対応する＃ｒｔｘ４を用いて送信し、第２０のＳＳＷフレーム７２Ｅを、ビームパターン＃５に対応する＃ｒｔｘ５を用いて送信する。
ＳＴＡは、ＡＰから送信された第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅを、無指向性のビーム＃０を用いて受信する。ＳＴＡは、第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅを受信する際に、それぞれの受信品質を測定し、受信品質の高低による順位付けを行う。
図１５は、ＳＴＡが受信した第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅの受信品質測定のＴＸＳＳにおける結果を例示した図である。図１５には、ＳＴＡが受信した各ＳＳＷフレームに含まれるビームＩＤ（すなわち、ＡＰからの送信時に使用されたビームＩＤ）と、各ＳＳＷフレームを受信した際のビームの受信品質情報の一例としてのＳＮＲと、受信品質が高い順に順位付けをした結果と、を例示している。図１５では、測定した受信品質情報は、第１４のＳＳＷフレームの受信ビーム（ビームＩＤ：＃ｉｔｘ４）が最も受信品質が高く、以下第１２のＳＳＷフレーム（＃ｉｔｘ２）、第１３のＳＳＷフレーム（＃ｉｔｘ３）、第１５のＳＳＷフレーム（＃ｉｔｘ１５）、第１１のＳＳＷフレーム（＃ｉｔｘ１１）の順である。
すなわち、図１５では、ＴＸＳＳにおいて、ＡＰからＳＴＡへの送信に使用された、ＡＰの送信用ビームパターンのうち、＃ｉｔｘが最も受信品質が高く、＃ｉｔｘ１が最も受信品質が低い。ＳＴＡは、受信品質情報の高低による順位付けを行った結果と、ＡＰからの送信に使用されたビームパターンに対応するビームＩＤとを対応づけて記憶する。
図１３において、第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅの受信が完了した後、ＳＴＡは、第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅを、ビームパターンを切り替えることによって、ＡＰに対して、送信する。ＳＴＡは、第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅを受信した際に行った順位付けに基づいて、第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅを送信する送信用ビームＩＤを決定し、第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅの各ＳＳＷフレームに、第１１から第１５のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅの各ＳＳＷフレームの送信時に使用されるビームＩＤと、第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅを受信した際に行った順位付けに従うビームＩＤと、受信時の受信品質情報と、を格納して送信する。なお、第１６のＳＳＷフレーム７２Ａから第２０のＳＳＷフレーム７２Ｅは、本開示における複数の第４のトレーニングフレームに対応している。
図１６は、ＳＴＡが第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅの送信に使用する送信用ビームＩＤと、各ＳＳＷフレームに含まれて送信されるビームＩＤおよび受信ビーム受信時の受信品質情報とを例示する図である。つまり、ＳＴＡは、図１０に示すＲＸＳＳにおける順位付けに応じて、図１５に示すＴＸＳＳの順位付け結果を送信する。例えば、順位付けにおいて１位から３位までは、ＲＸＳＳもＴＸＳＳも同じであるため、送信用ビームＩＤ＃ｒｔｘ２から＃ｒｔｘ４までは、それぞれ、＃ｉｔｘ２から＃ｉｔｘ４に関する測定結果を送信する。これに対して、図１０において、＃ｒｒｘ１の順位は４位であるため、図１５において、４位である＃ｉｔｘ５の測定結果を＃ｒｔｘ１によって送信し、図１０において、＃ｒｒｘ５の順位は５位であるため、図１５において５位である＃ｉｔｘ１の測定結果を＃ｒｔｘ５によって送信する。
図１６に示す例では、第１６のＳＳＷフレーム７２Ａは、ＳＴＡから送信用ビームＩＤ＃ｒｔｘ１で送信される。第１６のＳＳＷフレーム７２Ａは、ＡＰの送信用ビームＩＤ＃ｉｔｘ５とそのビームを受信したときのＳＮＲ値「６０」とを含む。具体的には、図１９で示すＳＳＷフレームのフレームフォーマットにおいて、送信ビームＩＤ１８４に＃ｒｔｘ１を、ビームＩＤ１８５に＃ｉｔｘ５を、受信品質１８６には「６０」を格納する。
また、第１７のＳＳＷフレーム７２Ｂは、ＳＴＡから送信用ビームＩＤ＃ｒｔｘ２で送信される。第１７のＳＳＷフレーム７２Ｂは、ＡＰの送信用ビームＩＤ＃ｉｔｘ２とそのビームを受信したときのＳＮＲ値「９０」とを含む。具体的には、図１９で示すＳＳＷフレームのフレームフォーマットにおいて、送信ビームＩＤ１８４に＃ｒｔｘ２を、ビームＩＤ１８５に＃ｉｔｘ２を、受信品質１８６には「９０」を格納する。
また、第１８のＳＳＷフレーム７２Ｃは、ＳＴＡから送信用ビームＩＤ＃ｒｔｘ３で送信される。第１８のＳＳＷフレーム７２Ｃは、ＡＰの送信用ビームＩＤ＃ｉｔｘ３とそのビームを受信したときのＳＮＲ値「８０」とを含む。具体的には、図１９で示すＳＳＷフレームのフレームフォーマットにおいて、送信ビームＩＤ１８４に＃ｒｔｘ３を、ビームＩＤ１８５に＃ｉｔｘ３を、受信品質１８６には「８０」を格納する。
また、第１９のＳＳＷフレーム７２Ｄは、ＳＴＡから送信用ビームＩＤ＃ｒｔｘ４で送信される。第１９のＳＳＷフレーム７２Ｄは、ＡＰの送信用ビームＩＤ＃ｉｔｘ１とそのビームを受信したときのＳＮＲ値「９５」とを含む。具体的には、図１９で示すＳＳＷフレームのフレームフォーマットにおいて、送信ビームＩＤ１８４に＃ｒｔｘ４を、ビームＩＤ１８５に＃ｉｔｘ１を、受信品質１８６には「９５」を格納する。
また、第２０のＳＳＷフレーム７２Ｅは、ＳＴＡから送信用ビームＩＤ＃ｒｔｘ５で送信される。第２０のＳＳＷフレーム７２Ｅは、ＡＰの送信用ビームＩＤ＃ｉｔｘ４とそのビームを受信したときのＳＮＲ値「３０」とを含む。具体的には、図１９で示すＳＳＷフレームのフレームフォーマットにおいて、送信ビームＩＤ１８４に＃ｒｔｘ５を、ビームＩＤ１８５に＃ｉｔｘ４を、受信品質１８６には「３０」を格納する。
なお、ＳＴＡが第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅの送信に使用する送信用ビームＩＤと、各ＳＳＷフレームに含まれて送信されるＡＰの送信用ビームＩＤおよびそのビームを受信したときの受信品質情報との対応関係は、例えば以下のように決定されている。
図１０では、ＳＴＡの第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅの受信時には、受信用ビームパターン＃ｒｒｘ４の受信品質が最も高いため、ＳＴＡからＡＰへの送信時には、送信用ビームパターン＃ｒｔｘ４を使用すると最も送信品質が高くなることが想定できる。これは、送信用のビームパターンと受信用のビームパターンはほぼ同一であるためである。
図１６では、ＳＴＡは、送信用ビームパターン＃ｒｔｘ４を用いて送信する第１９のＳＳＷフレーム７２Ｄに、最も受信品質が高かったＡＰの送信用ビームパターンである＃ｉｔｘ４を含める（図１５参照）。
すなわち、ＳＴＡは、最も送信品質が高くなると想定される送信用ビームパターンを用いて送信するＳＳＷフレームに、以前にＡＰから受信したＳＳＷフレームの中で最も受信品質が高かったＳＳＷフレームをＡＰが送信する際に使用したＡＰの送信用ビームＩＤを含めて、ＡＰに対して送信する。
そして、ＳＴＡは、同様に、送信品質がｎ番目に高くなると想定される送信用ビームパターンを用いて送信するＳＳＷフレームに、以前にＡＰから受信したＳＳＷフレームの中でｎ番目に受信品質が高かったＳＳＷフレームをＡＰが送信する際に使用したＡＰの送信用ビームＩＤを含めて、ＡＰに対して送信する。なお、ここでｎは正の整数である。
ＳＴＡは、このように第１６から第２０のＳＳＷフレームを送信することにより、最もよい送信用ビームパターンを使用して、最もよいＡＰの送信用ビームパターンをＡＰに対して通知することができる。これにより、例えば第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２ＥのうちのいずれかがＡＰに受信されなかった場合でも、いずれかのＳＳＷフレームがＡＰに受信されることによって、ＡＰは受信したＳＳＷフレームに含まれるＡＰの送信用ビームパターンに関する情報に基づいて、適宜送信に使用するビームパターンを決定することができる。
図１３では、ＳＴＡから送信された第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅを受信したＡＰは、第５のプロトコル制御フレームであるＳＳＷ−ＦｅｅｄｂａｃｋフレームをＳＴＡに対して送信する。ＳＳＷ−Ｆｅｅｄｂａｃｋフレームを受信したＳＴＡは、第６のプロトコル制御フレームであるＳＳＷ−ＡＣＫフレームをＡＰに対して送信する。
以上、無線通信装置１０２（１０３）におけるビームフォーミング処理の流れについて説明した。上述したように、本開示の実施の形態に係る通信システム１００では、受信ビームパターンを決定するための期間であるＲＸＳＳ５４の後に、続けて送信ビームパターンを決定するための機関であるＴＸＳＳ５５が行われる。そして、ＲＸＳＳ５４においてＡＰから送信された第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅ（第１のトレーニングフレーム）をＳＴＡがビームパターンを切り替えることによって受信し、受信に用いた各ビームの受信品質を測定して順位付けを行う。ＴＸＳＳ５５において、ＳＴＡが第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅ（第４のトレーニングフレーム）を送信する場合、ＲＸＳＳ５４において行われた受信用ビームパターンの順位付けに基づいて送信ビームを決定する。換言すれば、ＳＴＡは、第１のトレーニングフレームの受信品質に基づく受信用ビームパターンの順位付けを、送信用ビームパターンの順位に転用する。
さらに、ＳＴＡは、ＴＸＳＳ５５において、第３のトレーニングフレームをＡＰから受信したとき、受信に用いた各ビームの受信品質を測定して順位付けを行い、その結果を第４のトレーニングフレームに含めて送信する。
このような構成により、ＳＴＡは、最もＡＰ側における受信品質が高いと想定される送信用ビームパターンを用いて、ＡＰからの受信品質が最も高い受信用ビームパターンのビームＩＤを含む第４のトレーニングフレームを送信することができる。
＜ＡＰの動作例＞
以下では、通信システム１００のビームフォーミングトレーニング処理において、無線通信装置１０２（１０３）がＡＰとして動作する場合の動作例について説明する。
なお、以下の説明においては、ＡＰがイニシエータ、すなわち接続要求を送信し、ＳＴＡがレスポンダ、すなわち接続要求を受信する。図１７は、イニシエータであるＡＰの動作例を示すフローチャートである。
［ビームフォーミングトレーニング処理の開始（ステップＳ１０１）］
ステップＳ１０１において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＭＡＣ制御部１１からビームフォーミングトレーニングの開始要求が入力されたか否かを判定する。ＭＡＣ制御部１１からトレーニング開始要求が入力された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０２へ進み、ＭＡＣ制御部１１からトレーニング開始要求が入力されなかった場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、ステップＳ１０１を繰り返す。
［ＲＸＳＳ（ステップＳ１０２〜Ｓ１０９）］
ステップＳ１０２において、トレーニングプロトコル制御部１２は、トレーニングプロトコルを開始するための第１のプロトコル制御フレーム生成要求をプロトコル制御フレーム生成部１３に出力し、プロトコル制御フレーム生成部１３が生成した第１のプロトコル制御フレームを、送信部１５がＳＴＡに対して送信する。第１のプロトコル制御フレームは、上記説明したように、図７に示すＧｔａｎｔフレーム６０に対応しており、本開示の実施の形態に特有のビームフォーミングプロトコルが開始される旨を示す識別子（ビームフォーミングプロトコルＩＤ）を含む。
ステップＳ１０３において、トレーニングプロトコル制御部１２は、トレーニングフレーム生成部１４に対して第１のトレーニングフレーム生成要求を出力する。これに応じて、トレーニングフレーム生成部１４は複数の第１のトレーニングフレームを生成し、送信部１５は、生成された複数の第１のトレーニングフレームを、全て無指向性のビームパターン（図４に示すビーム＃０）でＳＴＡに対して送信する。
第１のトレーニングフレームは、図７に示す第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅに対応している。すなわち、ステップＳ１０３において、トレーニングプロトコル制御部１２は、自端末の指向性を有するビームパターンの数に応じて、トレーニングフレームを生成する要求をトレーニングフレーム生成部１４に対して出力する。
ステップＳ１０４において、トレーニングプロトコル制御部１２は、複数の第１のトレーニングフレームが全て送信されたか否かの判定を行う。全て送信されたと判定された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０５へ進み、そうでない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）には、処理はステップＳ１０３に戻る。
ステップＳ１０５において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第１のトレーニングフレームを受信したＳＴＡが送信してくる第２のトレーニングフレームを受信する際の受信に使用するビームパターンをフレーム毎に切り替えるために、受信部１８に対して受信ビーム切替指示を出力する。ここで、第２のトレーニングフレームは、図７に示す第６から第１０のＳＳＷフレーム６２Ａ〜６２Ｅに対応している。
ステップＳ１０６において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＳＴＡから送信された複数の第２のトレーニングフレームを、それぞれ受信に使用するビームパターンを切り替えることによって受信部１８に受信させ、受信したときの各第２のトレーニングフレームの受信品質を受信品質測定部２０に測定させる。
ステップＳ１０７において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第２のトレーニングフレームを全て受信したか否かを判定する。全て受信したと判定された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０８に進み、そうでない場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０５に戻る。
ステップＳ１０８において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第２のプロトコル制御フレームの生成要求をプロトコル制御フレーム生成部１３に出力し、生成された第２のプロトコル制御フレームをＳＴＡに対して送信させる。第２のプロトコル制御フレームは、上述したように、図７に示すＳＳＷ−Ｆｅｅｄｂａｃｋフレーム６３に対応している。
ステップＳ１０９において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＳＴＡから第３のプロトコル制御フレームを受信したか否かを判定する。第３のプロトコル制御フレームは、上述したように、図７に示すＳＳＷ−ＡＣＫフレーム６４に対応している。第３のプロトコル制御フレームを受信したと判定された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１１０に進み、そうでない場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、処理はステップＳ１０９を繰り返す。
［ＴＸＳＳ（ステップＳ１１０〜Ｓ１１８）］
ステップＳ１１０において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第４のプロトコル御フレーム生成要求をプロトコル制御フレーム生成部１３に出力し、プロトコル制御フレーム生成部１３が生成した第４のプロトコル制御フレームを、送信部１５がＳＴＡに対して送信する。第４のプロトコル制御フレームは、上記説明したように、図１３に示すＧｔａｎｔフレーム７０に対応しており、本開示の実施の形態に特有のビームフォーミングプロトコルが開始される旨を示す識別子（ビームフォーミングプロトコルＩＤ）を含む。
ステップＳ１１１において、トレーニングプロトコル制御部１２は、トレーニングフレーム生成部１４に対して第３のトレーニングフレーム生成要求を出力する。これに応じて、トレーニングフレーム生成部１４は複数の第３のトレーニングフレームを生成し、送信部１５は、生成された複数の第３のトレーニングフレームを、それぞれ送信に使用するビームパターンを切り替えることによってＳＴＡに対して送信する。ここで、第３のトレーニングフレームは、図１３に示す第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅに対応している。
ステップＳ１１２において、トレーニングプロトコル制御部１２は、複数の第３のトレーニングフレームが全て送信されたか否かの判定を行う。全て送信されたと判定された場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１１３へ進み、そうでない場合（Ｓ１１２：ＮＯ）には、処理はステップＳ１１１に戻る。
ステップＳ１１３において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第３のトレーニングフレームを受信したＳＴＡが送信してくる第４のトレーニングフレームを受信する際の受信に使用するビームパターンを無指向性のビームパターンに切り替えるために、受信部１８に対して受信ビーム切替指示を出力する。ここで、第４のトレーニングフレームは、図１３に示す第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅに対応している。
ステップＳ１１４において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＳＴＡから送信された複数の第４のトレーニングフレームを、無指向性のビームパターンを用いて受信部１８に受信させ、受信したときのビーム毎の受信品質を受信品質測定部２０に測定させる。
ステップＳ１１５において、トレーニングプロトコル制御部１２は、受信フレームフィルタ部１９から、ステップＳ１１４で受信した第４のトレーニングフレームに含まれる受信結果情報を取得する。なお、受信結果情報とは、上述したように、ＡＰが送信した複数の第３のトレーニングフレーム（第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅ）をＳＴＡが受信したときの、ビーム毎の受信品質に関する情報と、当該受信品質に基づいて順位付けを行った結果と、に関する情報である。すなわち、ＡＰからみると、受信結果情報は、トレーニングフレームを送信した結果である。トレーニングプロトコル制御部１２は、取得した受信結果情報をビーム管理テーブル２１に出力して管理させる。
ステップＳ１１６において、トレーニングプロトコル制御部１２は、受信フレームフィルタ部１９から、ステップＳ１１４で受信した複数の第４のトレーニングフレームをＳＴＡが送信する際に用いたビームＩＤ（ＳＴＡの送信用ビームＩＤ）を取得する。
ステップＳ１１７において、トレーニングプロトコル制御部１２は、受信品質測定部２０から、ステップＳ１１４で測定した受信品質に関する情報を取得する。
ステップＳ１１８において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第４のトレーニングフレームを全て受信したか判定する。全て受信したと判定された場合（Ｓ１１８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１１９に進み、そうでない場合（Ｓ１１８：ＮＯ）、ステップＳ１１４に戻る。
ステップＳ１１９において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ステップＳ１１５において取得した受信結果情報に基づいて、以後の処理においてＳＴＡに送信を行う際に使用するビームＩＤ（ＡＰの送信用ビームＩＤ）を決定させる指示をビーム決定部２２に対して出力する。ここで、受信結果情報に基づいてＡＰの送信用ビームＩＤを決定する方法については、通信システム１００におけるＡＰの置かれた環境に合わせた方法を採用することが望ましい。
例えば通信システム１００の周囲（干渉が生じうる位置）に他の通信システムが存在する場合には、ビーム決定部２２は、使用するアプリケーションが要求する通信品質（スループットや遅延時間等）を実現できる受信品質を満たすビームＩＤの中で、最も低い受信品質のビームＩＤをＡＰの送信用ビームＩＤとして決定すればよい。
図１６に示す例では、例えば使用アプリケーションが要求する通信品質を実現できる受信品質が、ＳＮＲ＝７０であった場合、ＳＮＲが７０を超えるビームの中で最も品質が低い＃ｉｔｘ３に決定すればよい。また、例えば使用アプリケーションが要求する通信品質を実現できる受信品質が、ＳＮＲ＝８５であった場合、ＳＮＲが８５を超えるビームの中で最も品質が低い＃ｉｔｘ２に決定すればよい。
一方、通信システム１００の周囲（干渉が生じうる位置）に他の通信システムが存在しない場合、ビーム決定部２２は、最も受信品質が高いビームＩＤをＡＰの送信用ビームＩＤに決定すればよい。
このような選択により、複数の通信システムが隣接して存在し、干渉が多く発生するような環境においても、好適なＡＰの送信用ビームＩＤを選択することができる。
図１７では、ステップＳ１２０において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ステップＳ１１７において受信品質測定部２０から取得した、ビーム毎の受信品質に関する情報に基づき、ＳＴＡからＡＰへの送信の際に使用するＳＴＡの送信用ビームＩＤを選択する。本ステップＳ１２０におけるＳＴＡの送信用ビームＩＤの決定方法は、ステップＳ１１９におけるＡＰの送信用ビームＩＤの決定方法と同様にすればよい。
ステップＳ１２１において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ステップＳ１２０で選択したＳＴＡの送信用ビームＩＤと受信品質情報とをＳＴＡに対して通知するための第５のプロトコル御フレーム生成要求をプロトコル制御フレーム生成部１３に出力し、プロトコル制御フレーム生成部１３が生成した第５のプロトコル制御フレームを、送信部１５がステップＳ１１９において決定した送信用ビームＩＤを用いてＳＴＡに対して送信する。なお、第５のプロトコル制御フレームは、図１３に示すＳＳＷ−Ｆｅｅｄｂａｃｋフレーム７３に相当している。
ステップＳ１２２において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＳＴＡから第６のプロトコル制御フレームを受信したか否かを判定する。第６のプロトコル制御フレームは、上述したように、図１３に示すＳＳＷ−ＡＣＫフレーム７４に対応している。第３のプロトコル制御フレームを受信したと判定された場合（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、トレーニングプロトコル制御部１２はビームフォーミングトレーニングの終了指示をＭＡＣ制御部１１に出力してビームフォーミングトレーニング処理を終了し、そうでない場合（Ｓ１２２：ＮＯ）、処理はステップＳ１２２を繰り返す。
＜ＳＴＡの動作例＞
以下では、通信システム１００のビームフォーミングトレーニング処理において、無線通信装置１０２（１０３）がＳＴＡとして動作する場合の動作例について説明する。
なお、以下の説明においては、上述したＡＰの動作例と同様に、ＡＰがイニシエータ、すなわち接続要求を送信し、ＳＴＡがレスポンダ、すなわち接続要求を受信する。図１８は、レスポンダであるＳＴＡの動作例を示すフローチャートである。
［ＲＸＳＳ（ステップＳ２０１〜Ｓ２０９）］
ステップＳ２０１において、受信フレームフィルタ部１９は、第１のプロトコル制御フレームを受信したか否かの判定を行う。第１のプロトコル制御フレームを受信したと判定された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、受信フレームフィルタ部１９はＭＡＣ制御部１１に第１のプロトコル制御フレームを出力し、そうでない場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０１を繰り返す。第１のプロトコル制御フレームは、上記説明したように、図７に示すＧｔａｎｔフレーム６０に対応しており、本開示の実施の形態に示す、ビームフォーミングプロトコルが開始される旨を示す識別子（ビームフォーミングプロトコルＩＤ）を含む。
ステップＳ２０２において、ＭＡＣ制御部１１は、第１のプロトコル制御フレームに基づき、ビームフォーミングトレーニングプロトコルの開始される旨を示す信号をトレーニングプロトコル制御部１２へ出力する。
ステップＳ２０３において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＡＰから第１のトレーニングフレームの受信に使用するビームパターンをフレーム毎に切り替えるために、受信部１８に対して受信ビーム切替指示を出力する。上述したように、第１のトレーニングフレームは、図７に示す第１から第５のＳＳＷフレーム６１Ａ〜６１Ｅに対応している。
ステップＳ２０４において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＡＰから送信された複数の第１のトレーニングフレームを、それぞれ受信に使用するビームパターンを切り替えることによって受信部１８に受信させ、受信したときの各第１のトレーニングフレームの受信品質を受信品質測定部２０に測定させる。
ステップＳ２０５において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第１のトレーニングフレームを全て受信したか判定する。全て受信したと判定された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０６に進み、そうでない場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２０３に戻る。
ステップＳ２０６において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ステップＳ２０４で測定した受信品質情報に基づいて、第１のトレーニングフレームの受信に使用したビームに対して、受信品質が高い順に順位付けを行う。受信に使用したビームのビームＩＤと、受信品質情報と、順位付けを行った結果と、はビーム管理テーブル２１において管理される。
ステップＳ２０７において、トレーニングプロトコル制御部１２は、トレーニングフレーム生成部１４に対して第２のトレーニングフレーム生成要求を出力する。これに応じて、トレーニングフレーム生成部１４は複数の第２のトレーニングフレームを生成し、送信部１５は、生成された複数の第２のトレーニングフレームを、それぞれ送信に使用するビームパターンを切り替えることによってＡＰに対して送信する。第２のトレーニングフレームは、図７に示す第６から第１０のＳＳＷフレーム６２Ａ〜６２Ｅに対応している。
ステップＳ２０８において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第２のトレーニングフレームが全て送信されたか否かを判定する。全て送信されたと判定された場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０９に進み、そうでない場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、ステップＳ２０７に戻る。
ステップＳ２０９において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＡＰから第２のプロトコル制御フレームを受信したか否かを判定する。第２のプロトコル制御フレームは、上述したように、図７に示すＳＳＷ−Ｆｅｅｄｂａｃｋフレーム６３に対応している。第２のプロトコル制御フレームを受信したと判定された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２１０に進み、そうでない場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、処理はステップＳ２０９を繰り返す。
ステップＳ２１０において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第３のプロトコル制御フレームの生成要求をプロトコル制御フレーム生成部１３に出力し、生成された第３のプロトコル制御フレームをＡＰに対して送信させる。第３のプロトコル制御フレームは、上述したように、図７に示すＳＳＷ−Ａｃｋフレーム６４に対応している。
［ＴＸＳＳ（ステップ＃２１１〜＃２２１）］
ステップＳ２１１において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＳＴＡから第４のプロトコル制御フレームを受信したか否かを判定する。第４のプロトコル制御フレームは、上述したように、上記説明したように、図１３に示すＧｔａｎｔフレーム７０に対応しており、ビームフォーミングプロトコルが開始される旨を示す識別子（ビームフォーミングプロトコルＩＤ）を含む。第４のプロトコル制御フレームを受信したと判定された場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２１２に進み、そうでない場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、処理はステップＳ２１１を繰り返す。
ステップＳ２１２において、ＡＰが送信してくる第３のトレーニングフレームを受信する際の受信に使用するビームパターンを無指向性のビームパターンに切り替えるために、受信部１８に対して受信ビーム切替指示を出力する。ここで、第３のトレーニングフレームは、図１３に示す第１１から第１５のＳＳＷフレーム７１Ａ〜７１Ｅに対応している。
ステップＳ２１３において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＡＰから送信された複数の第３のトレーニングフレームを、無指向性のビームパターンを用いて受信部１８に受信させ、受信したときのビーム毎の受信品質を受信品質測定部２０に測定させる。
ステップＳ２１４において、トレーニングプロトコル制御部１２は、受信フレームフィルタ部１９から、ステップＳ２１３で受信した複数の第３のトレーニングフレームをＡＰが送信する際に用いたビームＩＤ（ＡＰの送信用ビームＩＤ）を取得する。
ステップＳ２１５において、トレーニングプロトコル制御部１２は、受信品質測定部２０から、ステップＳ２１３で測定した受信品質に関する情報を取得する。
ステップＳ２１６において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第３のトレーニングフレームを全て受信したか判定する。全て受信したと判定された場合（Ｓ２１６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２１７に進み、そうでない場合（Ｓ２１６：ＮＯ）、ステップＳ２１３に戻る。
ステップＳ２１７において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ステップＳ２１５で取得した受信品質情報に基づいて、第３のトレーニングフレームの受信に使用したビームに対して、受信品質が高い順に順位付けを行う。受信に使用したビームのビームＩＤと、受信品質情報と、順位付けを行った結果と、はビーム管理テーブル２１において管理される。
ステップＳ２１８は、トレーニングプロトコル制御部１２は、トレーニングフレーム生成部１４に対して第４のトレーニングフレーム生成要求を出力する。ここで、第４のトレーニングフレームは、図１３に示す第１６から第２０のＳＳＷフレーム７２Ａ〜７２Ｅに対応しており、上述したように、複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれには、ステップＳ２１７において生成された、第３のトレーニングフレームの受信に使用したビームの受信品質情報と、順位付けを行った結果と、を含む受信結果情報が含まれる。
また、ステップＳ２１８において、トレーニングプロトコル制御部１２は、トレーニングフレーム生成部１４が生成した複数の第４のトレーニングフレームの送信に使用するビームを、ステップＳ２０６において行った、第１のトレーニングフレームの受信に使用したビームに対する順位付けに基づいて、ビーム決定部２２に決定させる。送信部１５は、生成された複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれを、ビーム決定部２２が決定したビームを用いてＳＴＡに対して送信する。
ステップＳ２１９において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第４のトレーニングフレームが全て送信されたか否かを判定する。全て送信されたと判定された場合（Ｓ２１９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２２０に進み、そうでない場合（Ｓ２１９：ＮＯ）、ステップＳ２１８に戻る。
ステップＳ２２０において、トレーニングプロトコル制御部１２は、ＡＰから第５のプロトコル制御フレームを受信したか否かを判定する。第５のプロトコル制御フレームは、上述したように、図１３に示すＳＳＷ−Ｆｅｅｄｂａｃｋフレーム７３に対応しており、図１７のステップＳ１２０においてＡＰが決定した、ＳＴＡからＡＰへの送信の際に使用するＳＴＡの送信用ビームＩＤに関する情報が含まれる。本ステップ以後、ＳＴＡはＡＰへの送信には、取得した送信用ビームＩＤを用いて送信を行う。
ステップＳ２２０において、第５のプロトコル制御フレームを受信したと判定された場合（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２１に進み、そうでない場合（ステップＳ２２０：Ｎｏ）、ステップＳ２２０を繰り返す。
ステップＳ２２１において、トレーニングプロトコル制御部１２は、第６のプロトコル制御フレームの生成要求をプロトコル制御フレーム生成部１３に出力し、生成された第６のプロトコル制御フレームをＡＰに対して送信させる。第６のプロトコル制御フレームは、上述したように、図１３に示すＳＳＷ−Ａｃｋフレーム７４に対応している。
以上説明したように、本開示の実施の形態に係る通信システム１００は、受信用ビームパターンを決定するためのＲＸＳＳ（受信ビームフォーミングトレーニング期間）において、ＳＴＡがＡＰから受信した複数の第１のトレーニングフレームの受信品質を測定し、受信品質の高低による順位付けを行い、ＲＸＳＳの後に続けて行われる送信用ビームパターンを決定するためのＴＸＳＳ（送信ビームフォーミングトレーニング期間）において、ＳＴＡがＡＰから受信した複数の第３のトレーニングフレームの受信品質を測定し、受信品質の高低による順位付けを行い、第１のトレーニングフレームの受信品質の高低による順位付けの結果に基づいて、第３のトレーニングフレームの受信品質の測定結果を含む第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンを決定する。
このような構成により、本開示の実施の形態に係る通信システム１００によれば、ＡＰが自らの送信した第１のトレーニングフレームのＳＴＡにおける受信品質を、トレーニングフレームのフレーム長を変化させることなく、知ることができる。このため、例えば複数の無線通信システムが隣接する環境においても、通信効率を維持したままビームフォーミングトレーニングを行うことができる。
また、本開示の実施の形態に係る通信システム１００によれば、ＲＸＳＳの後に続けて、ＴＸＳＳが行われるので、ＡＰとＳＴＡの位置関係がほぼ変化せず、ＲＸＳＳにおいてＳＴＡが行った、第１のトレーニングフレームの受信品質の高低によるＳＴＡの受信用ビームパターンの順位付けを、ＳＴＡの送信用ビームパターンに転用することができる。
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
上記実施の形態では、１つのＡＰと１つのＳＴＡとを有する通信システム１００について説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、本開示の通信システムは、複数のＡＰ、複数のＳＴＡを有していてもよい。例えばあるＡＰが、複数のＳＴＡと通信を行う場合は、複数のＳＴＡとのＲＸＳＳおよびＴＸＳＳを、ＳＴＡの数に応じて順次行うようにすればよい。図１９は、２つのＳＴＡとのビームフォーミングプロトコル制御の一例を示すシーケンス図である。
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には、入力端子および出力端子を有する集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Integrated Circuit）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続または設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ（Reconfigurable Processor）を利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
＜本開示のまとめ＞
本開示の通信システムは、１つ以上の無線端末装置と、前記１つ以上の無線端末装置と無線通信を行う基地局装置と、を有する通信システムであって、前記基地局装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第１のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、前記基地局装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記１つ以上の無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間を設け、前記１つ以上の無線端末装置は、前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質を測定し、前記測定した第１の受信品質に対して第１の順位を決定し、前記決定した第１の順位を前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とし、前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質を測定し、前記測定した第３の受信品質のぞれぞれに第３の順位を決定し、前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質を前記基地局装置に送信する。
本開示の通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記複数の第４のトレーニングフレームによって送信された前記第３の受信品質に基づいて、前記１つ以上の無線端末装置への送信に使用する前記基地局装置の送信用ビームパターンを決定する。
本開示の通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記複数の第２のトレーニングフレームのそれぞれの第２の受信品質を測定し、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれの第４の受信品質を測定し、前記第２の受信品質および前記第４の受信品質の少なくとも１つに基づいて、前記基地局装置への送信に使用する前記１つ以上の無線端末装置の送信用ビームパターンを決定する。
本開示の通信システムにおいて、前記基地局と前記無線端末装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに準拠した無線通信を行う。
本開示の通信システムにおいて、前記受信トレーニングフレームの開始時と、前記送信トレーニングフレームの開始時に、ビームフォーミングトレーニング開始を通知する特定の識別子を含むフレームを前記１つ以上の無線端末装置に対して送信する。
本開示の通信システムにおいて、前記受信品質は、少なくともＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＳＮＲ（信号雑音比）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＢＥＲ（ビット誤り率）、ＰＥＲ（パケット誤り率）、ＦＥＲ（フレーム誤り率）のいずれか１つまたは複数の組み合わせである。
本開示の通信システムにおいて、前記基地局装置と、第１の無線端末装置との受信ビームフォーミングトレーニング期間および前記送信トレーニングフレーム期間の後に、前記基地局装置と第２の無線端末装置との受信ビームフォーミングトレーニング期間および前記送信トレーニングフレーム期間を順次行う。
本開示の通信システムの制御方法は、１つ以上の無線端末装置と、前記１つ以上の無線端末装置と無線通信を行う基地局装置と、を有する通信システムの制御方法であって、前記基地局装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第１のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、前記基地局装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記１つ以上の無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間を設け、前記１つ以上の無線端末装置は、前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質を測定し、前記測定した第１の受信品質に対して第１の順位を決定し、前記決定した第１の順位を前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とし、前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質を測定し、前記測定した第３の受信品質のぞれぞれに第３の順位を決定し、前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質をて送信する。
本開示の基地局装置は、１つ以上の無線端末装置と無線通信を行う基地局装置であって、前記基地局装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第１のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、前記基地局装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記１つ以上の無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間が設けられる場合に、前記１つ以上の無線端末装置によって、前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質が測定され、前記測定された第１の受信品質に対して第１の順位が決定され、前記決定された第１の順位が前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とされ、前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質が測定され、前記測定された第３の受信品質のぞれぞれに第３の順位が決定され、前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質が送信され、前記複数の第４のトレーニングフレームによって送信された前記第３の受信品質に基づいて、前記１つ以上の無線端末装置への送信に使用する前記基地局装置の送信用ビームパターンが決定される。
本開示の無線端末装置は、基地局装置と無線通信を行う無線端末装置であって、前記基地局装置によって、送信された複数の第１のトレーニングフレームを前記無線端末装置が複数の第１の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の第２の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、前記基地局装置が複数の第１の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記無線端末装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間が設けられる場合に、前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質を測定し、前記測定した第１の受信品質に対して第１の順位を決定し、前記決定した第１の順位を前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とし、前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質を測定し、前記測定した第３の受信品質のぞれぞれに第３の順位を決定し、前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質を前記基地局装置に送信する。
本開示は、ビームフォーミングトレーニングを行う通信システムに好適である。
１００，３００ 通信システム
１０１ 通信ネットワーク
１０２ 無線通信装置
１０３ 無線通信装置
１１ ＭＡＣ制御部
１２ トレーニングプロトコル制御部
１３ プロトコル制御フレーム生成部
１４ トレーニングフレーム生成部
１５ 送信部
１６ 送信アンテナ部
１７ 受信アンテナ部
１８ 受信部
１９ 受信フレームフィルタ部
２０ 受信品質測定部

Claims (10)

  1. １つ以上の無線端末装置と、前記１つ以上の無線端末装置と無線通信を行う基地局装置と、を有する通信システムであって、
    前記基地局装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第１のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、
    前記基地局装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記１つ以上の無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間を設け、
    前記１つ以上の無線端末装置は、
    前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、
    前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質を測定し、前記測定した第１の受信品質に対して第１の順位を決定し、前記決定した第１の順位を前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とし、
    前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、
    前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質を測定し、前記測定した第３の受信品質のそれぞれに第３の順位を決定し、
    前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの送信時に使用された送信用ビームＩＤおよび前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質を前記基地局装置に送信する、
    通信システム。
  2. 前記基地局装置は、前記複数の第４のトレーニングフレームによって送信された前記送信用ビームＩＤおよび前記第３の受信品質に基づいて、前記１つ以上の無線端末装置への送信に使用する前記基地局装置の送信用ビームパターンを決定する、
    請求項１に記載の通信システム。
  3. 前記基地局装置は、前記複数の第２のトレーニングフレームのそれぞれの第２の受信品質を測定し、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれの第４の受信品質を測定し、前記第２の受信品質および前記第４の受信品質の少なくとも１つに基づいて、前記基地局装置への送信に使用する前記１つ以上の無線端末装置の送信用ビームパターンを決定する、
    請求項２に記載の通信システム。
  4. 前記基地局装置と前記無線端末装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに準拠した無線通信を行う、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の通信システム。
  5. 前記基地局装置は、前記受信ビームフォーミングトレーニング期間の開始時と、前記送信ビームフォーミングトレーニング期間の開始時に、ビームフォーミングトレーニング開始を通知する特定の識別子を含むフレームを前記１つ以上の無線端末装置に対して送信する、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の通信システム。
  6. 前記受信品質は、少なくともＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＳＮＲ（信号雑音比）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＢＥＲ（ビット誤り率）、ＰＥＲ（パケット誤り率）、ＦＥＲ（フレーム誤り率）のいずれか１つまたは複数の組み合わせである、
    請求項１から５のいずれか一項に記載の通信システム。
  7. 前記基地局装置と、第１の無線端末装置との前記受信ビームフォーミングトレーニング期間および前記送信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、前記基地局装置と第２の無線端末装置との前記受信ビームフォーミングトレーニング期間および前記送信ビームフォーミングトレーニング期間を順次行う、
    請求項１から６のいずれか一項に記載の通信システム。
  8. １つ以上の無線端末装置と、前記１つ以上の無線端末装置と無線通信を行う基地局装置と、を有する通信システムの制御方法であって、
    前記基地局装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第１のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、
    前記基地局装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記１つ以上の無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間を設け、
    前記１つ以上の無線端末装置は、
    前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、
    前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質を測定し、前記測定した第１の受信品質に対して第１の順位を決定し、前記決定した第１の順位を前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とし、
    前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、
    前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質を測定し、前記測定した第３の受信品質のそれぞれに第３の順位を決定し、
    前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの送信時に使用された送信用ビームＩＤおよび前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質を送信する、
    通信システムの制御方法。
  9. １つ以上の無線端末装置と無線通信を行う基地局装置であって、
    前記基地局装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第１のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記１つ以上の無線端末装置が前記所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、
    前記基地局装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記１つ以上の無線端末装置が所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記１つ以上の無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間が設けられる場合に、
    前記１つ以上の無線端末装置によって、
    前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、
    前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質が測定され、前記測定された第１の受信品質に対して第１の順位が決定され、前記決定された第１の順位が前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とされ、
    前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、
    前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質が測定され、前記測定された第３の受信品質のそれぞれに第３の順位が決定され、
    前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの送信時に使用された送信用ビームＩＤおよび前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質が送信され、
    前記複数の第４のトレーニングフレームによって送信された前記送信用ビームＩＤおよび前記第３の受信品質に基づいて、前記１つ以上の無線端末装置への送信に使用する前記基地局装置の送信用ビームパターンが決定される、
    基地局装置。
  10. 基地局装置と無線通信を行う無線端末装置であって、
    前記基地局装置によって、送信された複数の第１のトレーニングフレームを前記無線端末装置が複数の第１の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信し、前記無線端末装置が所定の送信用ビームパターンを用いて送信した複数の第２のトレーニングフレームを前記基地局装置が複数の第２の受信用ビームパターンを切り替えることによって受信する、受信ビームフォーミングトレーニング期間の後に、
    前記基地局装置が複数の第１の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第３のトレーニングフレームを前記無線端末装置が所定の受信用ビームパターンを用いて受信し、前記無線端末装置が複数の送信用ビームパターンを切り替えることによって送信した複数の第４のトレーニングフレームを前記基地局装置が前記所定の受信用ビームパターンを用いて受信する、送信ビームフォーミングトレーニング期間が設けられる場合に、
    前記受信ビームフォーミングトレーニング期間において、
    前記複数の第１のトレーニングフレームのそれぞれの第１の受信品質を測定し、前記測定した第１の受信品質に対して第１の順位を決定し、前記決定した第１の順位を前記複数の第４のトレーニングフレームの送信用ビームパターンの第２の順位とし、
    前記送信ビームフォーミングトレーニング期間において、
    前記複数の第３のトレーニングフレームのそれぞれの第３の受信品質を測定し、前記測定した第３の受信品質のそれぞれに第３の順位を決定し、
    前記第２の順位に前記第３の順位を対応付けて、前記複数の第４のトレーニングフレームのそれぞれにおいて、前記第３のトレーニングフレームの送信時に使用された送信用ビームＩＤおよび前記第３のトレーニングフレームの第３の受信品質を前記基地局装置に送信する、
    無線端末装置。


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