JPWO2014199610A1 - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

通信相手から送信された第１送信フレームを受信アンテナにおいて受信する受信部と、受信アンテナにおいて受信された第１送信フレームを基に、第１送信フレームの受信を示す第１応答フレームを生成する応答フレーム生成部と、生成された第１応答フレームを送信アンテナから送信する送信部と、通信相手から同一の第１送信フレームが再送されたか否かを判定する判定部と、通信相手から同一の第１送信フレームが再送された場合に、送信アンテナのビームパターンを変更するアンテナ制御部と、を備える、無線通信装置を提供する。

Description

本開示は、無線通信におけるアンテナのビームパターンを切り換える無線通信装置に関する。

高速なデータ伝送を実現する無線通信として、例えばＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．１１（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ又はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）の通信規格に規定される無線ＬＡＮ（Local Area Network）が知られている。

昨今、デジタル機器の高機能化に伴って、無線ＬＡＮを使用可能な無線通信装置を含むデジタル機器が普及している。デジタル機器は、例えばアクセスポイントを介さずに無線通信装置同士を直接通信させることで、他のデジタル機器に対して、大容量のデータ（例えばＨＤ（High Density）映像データ）伝送が可能である。

無線通信装置同士を直接通信させる通信方法として、例えば６０［ＧＨｚ］のミリ波を用いた無線通信が注目されている。ミリ波通信は無線ＬＡＮ通信と比較して広い帯域を用いるので、ミリ波通信の通信許容範囲を有効に利用した場合、例えば１［Ｇｂｐｓ］以上の高速無線通信が可能である。しかし、６０［ＧＨｚ］のミリ波帯域の電波は、波長が短く、直進性が強いため、電波の伝搬環境（通信環境）の変化による影響を受け易い。

例えばデータを送信する無線通信装置とデータを受信する無線通信装置との間に人間が横切る若しくは障害物が存在する場合、又はいずれかの無線通信装置を把持する人間の手が揺れ若しくは手が回転する場合、通信環境が変化し、通信品質が劣化する。なお、以後、データを送信する無線通信装置は、データ送信用無線通信装置と記載し、データを受信する無線通信装置はデータ受信用無線通信装置と記載する。また、データ送信用無線通信装置は、無線送信部及び無線受信部を含む構成であり、データ受信用無線通信装置は、無線送信部及び無線受信部を含む構成である。

従って、ミリ波通信では、ビームフォーミングを用いて、例えば送信アンテナ、受信アンテナのいずれかの指向性に沿ったビームパターン、又は、送信アンテナ及び受信アンテナの両方の指向性に沿ったビームパターンを設定する。アンテナのビームパターンは、単一の通信相手に対して設定され、又は最適ではないが複数の通信相手に対して適切となるように設定される。

ミリ波帯域を用いて無線通信する無線通信装置では、信号の減衰量が考慮され、送信アンテナと受信アンテナとが別々に用いられることがあり、送信アンテナと受信アンテナとにおいて異なるビームパターンが設定されることがある。例えば、受信アンテナは無指向性に設定され、送信アンテナは特定の方向に主ビームを形成したビームパターンが設定される。

また、ミリ波通信における通信プロトコルでは、送信アンテナ又は受信アンテナのビームパターンを決定するためのプロセス（手続き）がある。ミリ波通信においてアンテナのビームパターンを決定するための先行技術として、例えば特許文献１が知られている。

特許文献１では、データ送信用無線通信装置は、送信フレームを送信する度に、タイマを起動させて送信フレーム（データフレーム）の送信回数（再送回数）をカウントする。データ送信用無線通信装置は、データ受信用無線通信装置からＡｃｋフレームの応答が返送されずにデータフレームを再送する場合、タイマのカウント値又は送信フレームの再送回数が一定値に達すると、送信アンテナのビームパターンを他のビームパターンに変更する。

米国特許第７６５２６２４号明細書

本発明者は、無線通信におけるアンテナのビームパターンを切り換える無線通信装置について検討した。しかし、上述した特許文献１では、データ送信用無線通信装置が一定の条件下において送信アンテナのビームパターンを変更するので、送信フレームがデータ受信用無線通信装置において受信されているが、データ送信用無線通信装置は、送信アンテナのビームパターンの変更が不要であっても変更される場合があるという課題がある。

本開示は、上述した従来の課題を解決するために、アンテナのビームパターンの不要な変更を回避し、通信品質の劣化を抑制する無線通信装置を提供する。

本開示は、通信相手から送信された第１送信フレームを受信アンテナにおいて受信する受信部と、前記受信アンテナにおいて受信された前記第１送信フレームを基に、前記第１送信フレームの受信を示す第１応答フレームを生成する応答フレーム生成部と、生成された前記第１応答フレームを送信アンテナから送信する送信部と、前記通信相手から同一の前記第１送信フレームが再送されたか否かを判定する判定部と、前記通信相手から同一の前記第１送信フレームが再送された場合に、前記送信アンテナのビームパターンを変更するアンテナ制御部と、を備える無線通信装置である。

本開示によれば、アンテナのビームパターンの不要な変更を回避し、通信品質の劣化を抑制できる。

（Ａ）無指向性のビームパターンを示す図、（Ｂ）疑似無指向性のビームパターンを示す図、（Ｃ）複数（例えば３つ）の指向性を有し、いずれかの方向に主ビームを形成したビームパターンを示す図、（Ｄ）データ送信用無線通信装置の送信アンテナは特定方向の指向性を有したビームパターンが設定され、データ受信用無線通信装置の受信アンテナは疑似無指向性のビームパターンが設定された場合の通信例の説明図 各実施形態の無線通信装置の内部基本構成の一例を示すブロック図 （Ａ）図２に示す無線通信装置において判定部の一例として再送ビット判定部を用いた無線通信装置の内部構成の一例を示すブロック図、（Ｂ）図２に示す無線通信装置において判定部の一例としてＳＮ判定部を用いた無線通信装置の内部構成の一例を示すブロック図 （Ａ）第１の実施形態のデータ受信用無線通信装置が受信したＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）に対するＡｃｋフレームの送信アンテナのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャート、（Ｂ）第１の実施形態のデータ受信用無線通信装置が受信したＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）に対するＡｃｋフレームの送信アンテナのビームパターンの設定手順の他の一例を説明するフローチャート （Ａ）第１の実施形態のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、Ａｃｋフレームの受信によってシーケンス番号ＳＮが変更されるシグナリングの一例を示すシーケンス図、（Ｂ）第１の実施形態のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、再送回数の上限到達によってシーケンス番号ＳＮが変更されるシグナリングの一例を示すシーケンス図 （Ａ）第１の実施形態のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、Ａｃｋフレームの受信によってシーケンス番号ＳＮが変更されるシグナリングの他の一例を示すシーケンス図、（Ｂ）第１の実施形態のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、再送回数の上限到達によってシーケンス番号ＳＮが変更されるシグナリングの他の一例を示すシーケンス図 （Ａ）ビームパターンが決定された後にデータ送信用無線通信装置からデータ受信用無線通信装置へのデータフレームの送信が成功した例を示す説明図、（Ｂ）ビームパターンが決定された後にデータ受信用無線通信装置からデータ送信用無線通信装置へのＡｃｋフレームの送信が成功した例を示す説明図、（Ｃ）データ受信用無線通信装置が回転した後にデータ送信用無線通信装置からデータ受信用無線通信装置へのデータフレームの送信が成功した例を示す説明図、（Ｄ）データ受信用無線通信装置が回転した後にデータ受信用無線通信装置からデータ送信用無線通信装置にＡｃｋフレームの送信が失敗した例を示す説明図、（Ｅ）データ受信用無線通信装置が回転した後にデータ送信用無線通信装置からデータ受信用無線通信装置へのデータフレームの送信が成功した例を示す説明図、（Ｆ）データ受信用無線通信装置が回転し、かつ、送信アンテナのビームパターンが変更された後にデータ受信用無線通信装置からデータ送信用無線通信装置へのＡｃｋフレームの送信が成功した例を示す説明図 （Ａ）第１の実施形態のデータ受信用無線通信装置がＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナのビームパターンを用いてデータフレームを送信する動作手順の一例を説明するフローチャート、（Ｂ）図８（Ａ）に示すデータ受信用無線通信装置がＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナのビームパターンを用いてデータフレームを送信するシグナリングの一例を示すシーケンス図 第１の実施形態の変形例１におけるデータ受信用無線通信装置が受信したデータフレームに対するＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャート 第１の実施形態の変形例２におけるデータ受信用無線通信装置が受信したデータフレームに対するＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナのビームパターン及び次回のデータフレームを受信するための受信アンテナのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャート 第２の実施形態のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、アグリゲーションデータフレームの送信に関するシグナリングの一例を示すシーケンス図 第２の実施形態のデータ受信用無線通信装置が受信したアグリゲーションデータフレームに対応するブロックＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャート 第１の実施形態の変形例３におけるデータ受信用無線通信装置が受信したＭＡＣフレームに対応するＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャート （Ａ）従来のＭＡＣフレームのフォーマットの一例を示す図、（Ｂ）従来のシーケンス制御フィールドのフォーマットの一例を示す図、（Ｃ）従来のフレーム制御フィールドのフォーマットの一例を示す図、（Ｄ）従来のＡｃｋフレームのフォーマットの一例を示す図 （Ａ）従来のデータ送信用無線通信装置とデータ受信用無線通信装置との間における単一のデータフレームのシグナリングの概念を示すシーケンス図、（Ｂ）従来のデータ送信用無線通信装置とデータ受信用無線通信装置との間における単一のデータフレームのシグナリングの一例を示すシーケンス図 （Ａ）従来のＡ−ＭＰＤＵフレームのフォーマットの一例を示す図、（Ｂ）従来のＡ−ＭＰＤＵサブフレームのフォーマットの一例を示す図、（Ｃ）従来のブロックＡｃｋフレームのフォーマットの一例を示す図 （Ａ）従来のデータ送信用無線通信装置とデータ受信用無線通信装置との間における送信アグリゲーションフレームのシグナリングの概念を示すシーケンス図、（Ｂ）従来のデータ送信用無線通信装置とデータ受信用無線通信装置との間における送信アグリゲーションフレームのシグナリングの一例を示すシーケンス図、（Ｃ）従来のデータ送信用無線通信装置とデータ受信用無線通信装置との間における送信アグリゲーションフレームのシグナリングの他の一例を示すシーケンス図 （Ａ）従来のミリ波通信におけるアンテナのビームパターンを設定するための設定期間と通信期間とを含む送信周期の説明図、（Ｂ）従来のミリ波通信におけるアンテナのビームパターンを設定するための設定期間と通信期間とを含む送信周期において通信環境の劣化が発生するタイミングの説明図 （Ａ）第１の実施形態の変形例４におけるデータ受信用無線通信装置が受信したＭＡＣフレーム（例えばＲＴＳフレーム）に対するＣＴＳフレームの送信アンテナのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャート、（Ｂ）第１の実施形態の変形例４のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、ＣＴＳフレームの受信によってフレーム種別が変更されるシグナリングの一例を示すシーケンス図

（各実施形態の内容に至る経緯）
先ず、本開示に係る無線通信装置の各実施形態を説明する前に、各実施形態の内容に至る経緯として、上述した特許文献１及び特許文献１における課題について説明する。なお、データ送信用無線通信装置は、無線送信部及び無線受信部を含む構成であり、データ受信用無線通信装置は、無線送信部及び無線受信部を含む構成である。また、データ送信用無線通信装置とデータ受信用無線通信装置とは、同様の構成を有し、例えば直接通信する場合を想定して説明する。

ミリ波通信を用いた通信プロトコル（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ）では、送信アンテナ又は受信アンテナのビームパターンを決定するためのプロセス（手続き）がある（図１８（Ａ）参照）。図１８（Ａ）は、従来のミリ波通信におけるアンテナのビームパターンを設定するための設定期間ＰＨ１と通信期間ＰＨ２とを含む送信周期ＴＲの説明図である。図１８（Ｂ）は、従来のミリ波通信におけるアンテナのビームパターンを設定するための設定期間ＰＨ１と通信期間ＰＨ２とを含む送信周期ＴＲにおいて通信環境の劣化が発生するタイミングの説明図である。

図１８（Ａ）に示す送信周期ＴＲは、ミリ波通信におけるアンテナのビームパターンを設定するための設定期間ＰＨ１（Antenna Training Phase）と、実際の通信（データトランザクション）期間ＰＨ２（Communication Phase）とを含む。送信期間ＴＲの時間幅は、送信周期ＴＲ毎に、同一でも良いし、異なっても良い。

設定期間ＰＨ１では、データ送信用無線通信装置は、指向性の異なる複数のアンテナのビームパターンを設定し、アンテナのビームパターンに関する情報を含む指向性検証用フレームを通信相手のデータ受信用無線通信装置に送信する。データ受信用無線通信装置は、指向性検証用フレームを受信した後、どのアンテナのビームパターンが適切であって、通信期間ＰＨ２において用いるアンテナに関する情報を含む応答フレームをデータ送信用無線通信装置に返送する。

データ送信用無線通信装置は、データ受信用無線通信装置から返送された応答フレームを基に、データ受信用無線通信装置への通信に関する送信アンテナのビームパターンを設定する。これにより、設定期間ＰＨ１では、データ送信用無線通信装置の通信相手に対する送信アンテナのビームパターンが設定される。

しかし、図１８（Ａ）に示す送信周期ＴＲは、設定期間ＰＨ１が設定されていない送信周期と比べて、設定期間ＰＨ１の長さに応じて、通信期間ＰＨ２が短くなる。送信周期ＴＲの時間幅は不変であるため、設定期間ＰＨ１が長くなると、通信期間ＰＨ２が短くなり、通信期間ＰＨ２において使用可能な帯域が少なくなる。

また、ミリ波の特性上、設定期間ＰＨ１後の通信期間ＰＨ２の開始から時間（Duration）が経過し、通信環境の変化が発生した場合には（図１８（Ｂ）参照）、残りの通信期間ＰＨ２において、設定期間ＰＨ１と同様に、データ送信用無線通信装置の通信相手に対する送信アンテナのビームパターンを再度設定する必要があるという課題がある。

特許文献１では、上述した課題に対応して、データ送信用無線通信装置は、送信アンテナのビームパターンの設定回数を減らし、通信時に適切なアンテナのビームパターンを選択している。

しかし、特許文献１において、Ａｃｋフレームがデータ送信用無線通信装置に到達していない場合に、データ送信用無線通信装置がデータフレームを再送する原因には、次の２通りの原因が考えられる。第１の原因は、データフレームがデータ受信用無線通信装置に届かなかったので、データ受信用無線通信装置がＡｃｋフレームを返送していない場合である。第２の原因は、データフレームはデータ受信用無線通信装置に届いたが、データ受信用無線通信装置から返送されたＡｃｋフレームがデータ送信用無線通信装置に届かなかった場合である。

従って、特許文献１では、データ送信用無線通信装置がデータフレームを再送する原因が上述した第２の原因である場合には、データ送信用無線通信装置の送信アンテナのビームパターンは適切であったにも拘わらず、データ送信用無線通信装置は、送信アンテナのビームパターンを他のビームパターンに変更してデータフレームを再送することになる。このため、データ送信用無線通信装置は送信アンテナのビームパターンの不要な変更を行うので、データ送信用無線通信装置と通信相手としてのデータ受信用無線通信装置との間の通信品質が劣化するという課題があった。

そこで、以下の各実施形態では、アンテナのビームパターンの不要な変更を回避し、通信品質の劣化を抑制する無線通信装置の例を説明する。

次に、本開示に係る無線通信装置の各実施形態を説明する前に、各実施形態の内容の前提となる技術知識について、図１４〜図１７を参照して説明する。図１４〜図１７の説明では、説明を簡単にするために、２つの無線通信装置が直接通信する場合を想定し、送信側の無線通信装置をデータ送信用無線通信装置、受信側の無線通信装置をデータ受信用無線通信装置と略記する（例えば図１５（Ａ）又は図１７（Ａ）参照）。

図１４（Ａ）は、従来のＭＡＣフレームのフォーマットの一例を示す図である。図１４（Ｂ）は、従来のシーケンス制御フィールドのフォーマットの一例を示す図である。図１４（Ｃ）は、従来のフレーム制御フィールドのフォーマットの一例を示す図である。図１４（Ｄ）は、従来のＡｃｋフレームのフォーマットの一例を示す図である。以下の第１の実施形態の無線通信装置は、例えば図１４（Ａ）に示すフォーマットのＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム、Data frame）を送受信する。

図１４（Ａ）に示すＭＡＣフレームは、フレーム制御（Frame Control）、デュレーション（Duration）／ＩＤ、アドレス（Address）１、アドレス２、アドレス３、シーケンス制御（Sequence Control）、アドレス４、Ｑｏｓ（Quality of Service）制御、ＨＴ（High Throughput）制御、フレームボディ（Frame Body）及びＦＣＳ（Frame Check Sequence）の各フィールドを含む。ＭＡＣフレームにおいて、フレームボディ及びＦＣＳ以外の各フィールドによりＭＡＣヘッダ（MAC Header）が構成される。

図１４（Ｂ）に示すシーケンス制御フィールドは、フラグメント番号（Fragment Number）及びシーケンス番号（Sequence Number）の各フィールドを含む。シーケンス番号は、図１４（Ａ）に示すＭＡＣフレームの識別番号又は送信順序を表し、例えばシーケンス番号のフィールドが１２ビットである場合には０〜４０９５のいずれかの整数値である。

図１４（Ｃ）に示すフレーム制御フィールドは、プロトコルバージョン（Protocol Version）、タイプ（Type）、サブタイプ（Subtype）、To DS（Destribution Service）、From DS、More Frag、リトライ（Retry）、パワー管理（Power Management）、More Data、Protected Frame及びOrderの各フィールドを含む。リトライフィールドは、図１４（Ａ）に示すＭＡＣフレームの再送の有無を表すリトライビットが格納され、例えばリトライビットが１であれば再送されたＭＡＣフレームであることを表し、リトライビットが０であれば新規に送信されたＭＡＣフレームであることを表す。

図１４（Ｄ）に示すＡｃｋフレームは、フレーム制御（Frame Control）、デュレーション（Duration）、ＲＡ（Receiver Address、受信局アドレス）及びＦＣＳの各フィールドを含む。Ａｃｋフレームにおいて、ＦＣＳ以外の各フィールドによりＭＡＣヘッダ（MAC Header）が構成される。

高速なデータ伝送を実現する無線通信の規格（例えばＩＥＥＥ８０２．１１）では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）又は無線基地局における無線帯域の割当による集中制御を用いた時分割多重通信（ＳＰＣＡ：Service Period Channel Access）の通信が規定されている。

例えばＣＳＭＡ／ＣＡでは、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、データフレームを送信する前にキャリアセンスを行い、所定の規定時間にキャリアを検出しない場合にデータフレームの送信を開始する。データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ１２は、データフレームの送信によって開始されるＴＸＯＰ（Transmission Opportunity）と呼ばれる一定の期間にわたり、一連のデータフレームの送信及びＡｃｋフレームの応答が行われる（図１５（Ａ）参照）。

ＣＳＭＡ／ＣＡでは、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、キャリアセンスによってデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２への送信を決定した後に、例えば図１８（Ａ）に示す設定期間ＰＨ１において設定及び保持された送信アンテナのビームパターンを用いて、データフレームをデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２に送信する。

しかし、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１がデータフレームを送信する時刻を予め知ることが困難である。また、同じ時刻に他のデータ送信用無線通信装置からデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２に別のデータフレームが送信される可能性もあるので、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１及び他のデータ送信用無線通信装置から送信されるデータフレームを受信できるように、受信アンテナのビームパターンを広範囲に設定する（図１（Ａ）又は図１（Ｂ）参照）。

図１５（Ａ）は、従来のデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１１とデータ受信用無線通信装置Ｄｖ１２との間における単一のデータフレームのシグナリングの概念を示すシーケンス図である。データ受信用無線通信装置Ｄｖ１２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１が送信したデータフレームを正しく受信した場合には、max ack delayと呼ばれる所定の期間内に、応答フレームとしてのＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１１に応答する。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、Ａｃｋフレームを受信することで、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１が送信したデータフレームがデータ受信用無線通信装置Ｄｖ１２において正しく受信されたと判定し、Ａｃｋフレームを受信しないことで、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１が送信したデータフレームがデータ受信用無線通信装置Ｄｖ１２において正しく受信されなかったと判定する。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、Ａｃｋフレームを受信した場合には、次のデータフレームの送信を決定し、各データフレームに割り当てられるシーケンス番号（ＳＮ）を１つインクリメントし、リトライビットを０とするデータフレームを生成する。なお、シーケンス番号は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１のアドレス、データ受信用無線通信装置Ｄｖ１２のアドレス及びＴＩＤ（Traffic Identifier）に対応付けて管理される。

一方、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、Ａｃｋフレームを受信しない場合には、同じデータフレームを再送する。但し、再送されるデータフレームのシーケンス番号を変更されず、リトライビットは１に設定される（図１５（Ｂ）参照）。

図１５（Ｂ）は、従来のデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１１とデータ受信用無線通信装置Ｄｖ１２との間における単一のデータフレームのシグナリングの一例を示すシーケンス図である。データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、送信したデータフレームに対応するＡｃｋフレームを正しく受信しない場合には、例えばシーケンス番号を１に保持し、リトライビットを１に設定したデータフレームをデータ受信用無線通信装置Ｄｖ１２に再送する。

なお、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、シーケンス番号を１に保持し、リトライビットを１に設定したデータフレームをデータ受信用無線通信装置Ｄｖ１２に送信した後、再度、Ａｃｋフレームを正しく受信しなし場合には、データフレームを再送する。また、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、再送回数をカウントし、所定の上限回数を超えた再送は行わない。また、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、再送対象のデータフレームの送信が成功したと判定した場合に再送回数のカウンタをリセットする。

図１６（Ａ）は、従来のＡ−ＭＰＤＵフレームのフォーマットの一例を示す図である。図１６（Ｂ）は、従来のＡ−ＭＰＤＵサブフレームのフォーマットの一例を示す図である。図１６（Ｃ）は、従来のブロックＡｃｋフレームのフォーマットの一例を示す図である。以下の第２の実施形態の無線通信装置は、例えば図１６（Ａ）に示すフォーマットのアグリゲーションフレーム（Aggregation frame、Ａ−ＭＰＤＵ：Aggregate Medium Access Control Protocol Data Unit）を送受信する。

図１６（Ａ）に示すアグリゲーションフレームは、複数のＡ−ＭＰＤＵサブフレーム（A-MPDU sub frame）の各フィールドを含む。図１６（Ｂ）に示すＡ−ＭＰＤＵサブフレームは、Ａ−ＭＰＤＵサブフレームの区切り情報としてのMPDU delimiter、図１４（Ａ）に示すＭＡＣフレームと同様のＭＰＤＵ及び調整用のＰａｄｄｉｎｇの各フィールドを含む。

図１６（Ｃ）に示すブロックＡｃｋフレームは、フレーム制御（Frame Control）、デュレーション（Duration）／ＩＤ、ブロックＡｃｋフレームの受信先アドレスを表すＲＡ（Receiver Address）、ブロックＡｃｋフレームの送信先アドレスを表すＴＡ（Transmission Address）、ＢＡ制御（Block Ack Control）、ＢＡ情報（Block Ack Information）及びＦＣＳの各フィールドを含む。ブロックＡｃｋフレームにおいて、ＢＡ制御、ＢＡ情報及びＦＣＳ以外の各フィールドによりＭＡＣヘッダ（MAC Header）が構成される。

また、伝送効率の向上を目的として、図１６（Ａ）に示すアグリゲーションフレーム（Ａ−ＭＰＤＵ）の送信、及びアグリゲーションフレームの受信を示すブロックＡｃｋフレームの応答によって、複数のシーケンス番号のＭＡＣフレームを一度に送受信する方式も知られている。データ受信用無線通信装置Ｄｖ１２は、ブロックＡｃｋフレームの返送により、アグリゲーションフレームとして連結された複数のデータフレーム（ＭＰＤＵ）に対して、正しく受信したこと（Ａｃｋ）又は正しく受信しないこと（Ｎａｃｋ（No Acknowledge））を一度に応答できる（図１７（Ａ）参照）。

図１７（Ａ）は、従来のデータ送信用無線通信装置とデータ受信用無線通信装置との間における送信アグリゲーションフレームのシグナリングの概念を示すシーケンス図である。データ受信用無線通信装置Ｄｖ１２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１が送信したアグリゲーションフレームのうち一部又は全てのシーケンス番号のデータフレーム（ＭＰＤＵ）を正しく受信した場合には、max ack delayと呼ばれる所定の期間内に、応答フレームとしてのブロックＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１１に応答する。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、ブロックＡｃｋフレームを受信することで、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１が送信したアグリゲーションフレームのうち一部又は全てのシーケンス番号のデータフレーム（ＭＰＤＵ）がデータ受信用無線通信装置Ｄｖ１２において正しく受信されたと判定し、ブロックＡｃｋフレームを受信しないことで、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１が送信したアグリゲーションフレームがデータ受信用無線通信装置Ｄｖ１２において正しく受信されなかったと判定する。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、ブロックＡｃｋフレームを受信できた場合には、ブロックＡｃｋフレームの内容を解析し、正しく受信されたデータフレーム（ＭＰＤＵ）のシーケンス番号と、正しく受信されなかったデータフレーム（ＭＰＤＵ）のシーケンス番号とを判定する。データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、判定結果に応じて、正しく受信されなかったデータフレーム（ＭＰＤＵ）のシーケンス番号と、新規の送信対象となるデータフレーム（ＭＰＤＵ）のシーケンス番号とを含むアグリゲーションフレームを生成する（図１７（Ｃ）参照）。

一方、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１１は、ブロックＡｃｋフレームを受信しない場合には、同じアグリゲーションフレームを再送する（図１７（Ｂ）参照）。

図１７（Ｂ）は、従来のデータ送信用無線通信装置とデータ受信用無線通信装置との間における送信アグリゲーションフレームのシグナリングの一例を示すシーケンス図である。図１７（Ｃ）は、従来のデータ送信用無線通信装置とデータ受信用無線通信装置との間における送信アグリゲーションフレームのシグナリングの他の一例を示すシーケンス図である。

次に、本開示に係る無線通信装置の各実施形態について、図面を参照して説明する。各実施形態の無線通信装置は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｄの通信規格において規定されているミリ波（例えば６０［ＧＨｚ］）を用いて、通信相手の無線通信装置と無線通信する。また、以下の各実施形態では、各実施形態におけるデータを送信する無線通信装置（以下、「データ送信用無線通信装置」と略記する）と各実施形態におけるデータを受信する無線通信装置（以下、「データ受信用無線通信装置」と略記する）とは、同様の構成を有し、例えば直接通信する場合を想定して説明する。また、データ送信用無線通信装置は、無線送信部及び無線受信部を含む構成であり、データ受信用無線通信装置は、無線送信部及び無線受信部を含む構成である。

（アンテナのビームパターン）
先ず、各実施形態の無線通信装置の送信アンテナ又は受信アンテナのビームパターンの形成について、図１（Ａ）〜図１（Ｄ）を参照して説明する。

図１（Ａ）は、無指向性のビームパターンＰＡ１を示す図である。図１（Ｂ）は、疑似無指向性のビームパターンＰＡ２を示す図である。図１（Ｃ）は、複数（例えば３つ）の指向性を有し、いずれかの方向に主ビームを形成したビームパターンＰＡ３を示す図である。図１（Ｄ）は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の送信アンテナは特定方向の指向性を有したビームパターンＰＡ３が設定され、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２の受信アンテナは疑似無指向性のビームパターンＰＡ２が設定された場合の通信例の説明図である。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、ＭＡＣフレーム又はアグリゲーションフレームを送信又は受信する場合に、各送信アンテナ又は受信アンテナのビームパターンを無指向性（omni）のビームパターンＰＡ（図１（Ａ）参照）、又は疑似無指向性（quasi-omni）のビームパターンＰＡ２に設定する。

以下、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１又はデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の最大の半値幅を有するビームパターンの指向性を、疑似無指向性（quasi-omni）と記載する。従って、疑似無指向性のビームパターンＰＡ２では、図１（Ｃ）に示す特定方向の指向性を有したビームパターンＰＡ３に比べて、フレームの到達距離又は受信距離は短いが、半値幅は大きい。

また、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、ＭＡＣフレーム又はアグリゲーションフレームを送信又は受信する場合に、各送信アンテナ又は受信アンテナのビームパターンを、特定方向に主ビームを形成したビームパターンＰＡ３に設定することもできる（図１（Ｃ）参照）。

例えば図１（Ｄ）のように、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の送信アンテナが特定方向に主ビームが形成されたビームパターンＰＡ３に設定され、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２の受信アンテナが疑似無指向性のビームパターンＰＡ２に設定されている場合、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１が送信したＭＡＣフレーム又はアグリゲーションフレームはデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２において受信される。

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、例えばデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１が図１４（Ａ）に示すＭＡＣフレームを送信し、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２がＭＡＣフレームを受信したことを示すＡｃｋフレームを応答する場合を想定して説明する。

図２は、各実施形態の無線通信装置１の内部基本構成の一例を示すブロック図である。図２に示す無線通信装置１は、例えば通信相手である他の無線通信装置（例えばデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１又はデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２）から送信されたＭＡＣフレームを受信し、ＭＡＣフレームの受信を示すＡｃｋフレームを応答するデータ受信用無線通信装置を想定した構成である。

具体的には、図２に示す無線通信装置１は、受信アンテナＡＲＸが接続された無線受信部１１と、応答要否判定部１２と、応答フレーム生成部１３と、送信アンテナＡＴＸが接続された無線送信部１４と、判定部１５と、アンテナ制御部１６とを含む。

受信アンテナＡＲＸは、通信相手である他の無線通信装置（例えばデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１又はデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２）との通信期間ＰＨ２（図１８（Ａ）参照）が開始する前に、図１８（Ａ）に示す設定期間ＰＨ１において、ビームパターンが設定される。即ち、受信アンテナＡＲＸは、アンテナ制御部１６が出力したアンテナ制御信号に応じて、ビームフォーミング技術によって、所定の指向性を有したビームパターンが設定されて保持される。

受信アンテナＡＲＸは、保持されたビームパターンを用いて、他の無線通信装置（例えばデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１又はデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２）が送信したＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）又はＡｃｋフレームを受信して無線受信部１１に出力する。

また、受信アンテナＡＲＸは、他の無線通信装置（例えばデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１又はデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２）との通信期間ＰＨ２においても、アンテナ制御部１６が出力したアンテナ制御信号に応じて、ビームフォーミング技術によって、ビームパターンが変更されて保持される。

送信アンテナＡＴＸは、通信相手である他の無線通信装置（例えばデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１又はデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２）との通信期間ＰＨ２（図１８（Ａ）参照）が開始する前に、図１８（Ａ）に示す設定期間ＰＨ１において、ビームパターンが設定される。即ち、送信アンテナＡＴＸは、アンテナ制御部１６が出力したアンテナ制御信号に応じて、ビームフォーミング技術によって、所定の指向性を有したビームパターンが設定されて保持される。

送信アンテナＡＴＸは、保持されたビームパターンを用いて、他の無線通信装置（例えばデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１又はデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２）が送信したＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）又はＡｃｋフレームを送信する。

また、送信アンテナＡＴＸは、他の無線通信装置（例えばデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１又はデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２）との通信期間ＰＨ２においても、アンテナ制御部１６が出力したアンテナ制御信号に応じて、ビームフォーミング技術によって、ビームパターンが変更されて保持される。

無線受信部１１は、受信アンテナＡＲＸにおいて受信されたキャリア周波数帯域のＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームの信号をベースバンド信号に変換して復調する。無線受信部１１は、復調されたＭＡＣフレームの宛先アドレス（例えば図１４（Ａ）に示すアドレス１（Address1）のフィールド参照）又はＡｃｋフレームの受信局アドレス（例えば図１４（Ｄ）に示すＲＡ（Receiver Address）のフィールド参照）が自局のＭＡＣアドレスと一致した場合に、自局宛てのフレームであると判定する。

無線受信部１１は、ＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームが自局宛てのフレームであると判定した後、ＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームの内容を基にして演算した値とＦＣＳの値とが一致するか否かを判定する。無線受信部１１は、ＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームの内容を基にして演算した値とＦＣＳ（例えＣＲＣ３２（Cyclic Redundancy Code 32））の値とが一致すると判定した場合に、ＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームを正しく受信したと判定する。

無線受信部１１は、ＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームを正しく受信したと判定した後、ＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームを応答要否判定部１２及び判定部１５に出力する。

また、無線受信部１１は、ＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームを受信したが自局宛てのＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームではない、或いはＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームの内容を基にして演算した値とＦＣＳとの値とが不一致であると判定した場合には、ＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームを正しく受信していないと判定する。無線受信部１１は、ＭＡＣフレーム又はＡｃｋフレームを廃棄して次の受信まで待機する。

応答要否判定部１２は、無線受信部１１が復調したＭＡＣフレームのフレーム種別（例えば図１４（Ａ）に示すタイプ（Type）又はサブタイプ（Subtype）のフィールド参照）、又は応答種別（例えば図１４（Ａ）に示すＱｏＳ制御のフィールド参照）を基に、ＭＡＣフレームの受信を示すＡｃｋフレームの応答の要否を判定する。

応答要否判定部１２は、無線受信部１１が復調したＭＡＣフレームを無線通信装置１の上位レイヤ（不図示）に出力し、Ａｃｋフレームの応答の要否の判定結果を、応答フレーム生成部１３、判定部１５及びアンテナ制御部１６に出力する。なお、応答要否判定部１２がＡｃｋフレームの応答が不要であると判定した場合には、無線通信装置１は、ＭＡＣフレームの受信を示すＡｃｋフレームを応答しない。

応答フレーム生成部１３は、応答要否判定部１２がＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合に、ＭＡＣフレームの受信を示すＡｃｋフレームを生成して無線送信部１４に出力する。

無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたＡｃｋフレームを所定のキャリア周波数帯域の信号に変換して送信アンテナＡＴＸから送信する。なお、無線送信部１４は、ＭＡＣフレームが受信アンテナＡＲＸにおいて受信された時点から、所定の規定された時間（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ではＳＩＦＳ：Short Inter Frame Space）の経過後に、Ａｃｋフレームを応答する。これにより、無線通信装置１は、通信相手から送信されたＭＡＣフレームを正しく受信したことを通信相手に報告できる。

判定部１５は、応答要否判定部１２がＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合に、無線受信部１１が復調したＭＡＣフレームを基に、無線通信装置１の通信相手から同一のＭＡＣフレームが再送されたか否かを判定する。判定部１５は、例えば図３（Ａ）に示す無線通信装置１Ａの再送ビット判定部１５Ａ、又は図３（Ｂ）に示す無線通信装置１ＢのＳＮ判定部１５Ｂを用いて構成される。

図３（Ａ）は、図２に示す無線通信装置１において判定部１５の一例として再送ビット判定部１５Ａを用いた無線通信装置１Ａの内部構成の一例を示すブロック図である。図３（Ｂ）は、図２に示す無線通信装置１において判定部１５の一例としてＳＮ判定部１５Ｂを用いた無線通信装置１Ｂの内部構成の一例を示すブロック図である。

無線通信装置１Ａにおける再送ビット判定部１５Ａは、無線受信部１１が復調したＭＡＣフレームのリトライフィールド（例えば図１４（Ａ）に示すリトライ）内のリトライビットが、再送を示す１、又は新規送信を示す０であるかを判定し、判定結果をアンテナ制御部１５の送信アンテナ制御部１６Ｔに出力する。

ここで、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２がＭＡＣフレームを正しく受信しているため、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の送信アンテナＡＴＸとデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の送信アンテナＡＲＸとのビームパターンは、設定期間ＰＨ１において設定したビームパターンが有効であると判断できる。

これに対して、受信したＭＡＣフレームのリトライビットが１であるため、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２がＭＡＣフレームを正しく受信する以前に通信相手であるデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１からＭＡＣフレームが１回以上再送され、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２はＭＡＣフレームの正しい受信を示すＡｃｋフレームを返送したが、返送されたＡｃｋフレームが通信相手であるデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１には正しく受信されていないことになる。

この場合、設定期間ＰＨ１において設定したビームパターンであり、Ａｃｋフレームの返送に用いたデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の送信アンテナＡＴＸのビームパターンとデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１の受信アンテナＡＲＸのビームパターンは、適切でないと考えられる。

無線通信装置１ＢにおけるＳＮ判定部１５Ｂは、無線受信部１１が復調したＭＡＣフレームのシーケンス制御フィールドのシーケンス番号と、以前に無線受信部１１が受信して復調したＭＡＣフレームのシーケンス制御フィールドのシーケンス番号と同一であるか否かを判定し、判定結果をアンテナ制御部１６の送信アンテナ制御部１６Ｔに出力する。

即ち、同一のシーケンス番号のＭＡＣフレームが、有限個のシーケンス番号のカウントが１周する前に複数回受信されている場合には、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が同一のＭＡＣフレームを重複して受信した、即ち、通信相手であるデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１から同一のＭＡＣフレームが再送されたことになる。

このため、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の送信アンテナＡＴＸとデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の送信アンテナＡＲＸとのビームパターンは、設定期間ＰＨ１において設定したビームパターンが有効であると判断できる。

これに対して、設定期間ＰＨ１において設定したビームパターンであり、Ａｃｋフレームの返送に用いたデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の送信アンテナＡＴＸとデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１の受信アンテナＡＲＸのビームパターンは適切ではないと考えられる。

なお、ＳＮ判定部１５Ｂは、シーケンス番号を、宛先アドレス（例えば図１４（Ａ）に示すアドレス１参照）又は受信局アドレス（例えば図１４（Ｄ）に示すＲＡ参照）と、論理リンクの識別子を示すＴＩＤ（Traffic Identifier）との全て又は一部のペア毎に対応付けて管理する。

また、ＳＮ判定部１５Ｂは、無線通信装置１Ｂが以前に受信したＭＡＣフレームのシーケンス番号を記憶する。以下、本実施形態の説明を簡単にするために、ＳＮ判定部１５Ｂが記憶する、以前に受信されたＭＡＣフレームのシーケンス番号を「記憶ＳＮ」と略記し、受信アンテナＡＲＸにおいて受信されたＭＡＣフレームのシーケンス番号を「受信ＳＮ」と略記する。

アンテナ制御部１６は、送信アンテナ制御部１６Ｔ及び受信アンテナ制御部１６Ｒを含む。なお、図２に示すアンテナ制御部１６は、図３（Ａ）又は図３（Ｂ）に示す送信アンテナ制御部１６Ｔ及び受信アンテナ制御部１６Ｒを含むとして説明するが、アンテナ制御部１６が送信アンテナＡＴＸ及び受信アンテナＡＲＸのビームパターンを制御しても良い。

送信アンテナ制御部１６Ｔは、通信相手との通信期間ＰＨ２（図１８（Ａ）参照）が開始する前に、設定期間ＰＨ１において、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを設定して保持する。

送信アンテナ制御部１６Ｔは、再送ビット判定部１５ＡがＭＡＣフレームのリトライフィールド内のリトライビットが１であると判定、即ち、同一のＭＡＣフレームの初送又は再送が以前にあったと判定した場合には、Ａｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する。

送信アンテナ制御部１６Ｔは、再送ビット判定部１５ＡがＭＡＣフレームのリトライフィールド内のリトライビットが０である判定、即ち、新たなＭＡＣフレームの初送を受けた判定した場合には、設定期間ＰＨ１に設定されたＡｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する。

送信アンテナ制御部１６Ｔは、応答要否判定部１２がＡｃｋフレームの応答が不要であると判定した場合に、設定期間ＰＨ１に設定された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する。

受信アンテナ制御部１６Ｒは、通信相手との通信期間ＰＨ２（図１８（Ａ）参照）が開始する前に、設定期間ＰＨ１において、受信アンテナＡＲＸのビームパターンを設定して保持する。なお、詳細は後述するが、受信アンテナ制御部１６Ｒは、応答要否判定部１２、再送ビット判定部１５Ａ又はＳＮ判定部１５Ｂの判定結果に応じて、受信アンテナＡＲＸのビームパターンを変更又は保持しても良い。

次に、本実施形態の無線通信装置１がＭＡＣフレームを受信してからＡｃｋフレームを送信するまでの動作手順について、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照して説明する。

図４（Ａ）は、第１の実施形態のデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２が受信したＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）に対するＡｃｋフレームの送信アンテナＡＴＸのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャートである。図４（Ｂ）は、第１の実施形態のデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２が受信したＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）に対するＡｃｋフレームの送信アンテナＡＴＸのビームパターンの設定手順の他の一例を説明するフローチャートである。

なお、図４（Ａ）では図３（Ａ）に示す無線通信装置１Ａ（データ受信用無線通信装置Ｄｖ２）がＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）を正しく受信したとして説明し、図４（Ｂ）では図３（Ｂ）に示す無線通信装置１Ｂ（データ受信用無線通信装置Ｄｖ２）がＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）を正しく受信したとして説明する（Ｐ１）。

図４（Ａ）において、応答要否判定部１２は、無線受信部１１が復調したＭＡＣフレームのフレーム種別又は応答種別を基に、ＭＡＣフレームの正しい受信を示すＡｃｋフレームの応答の要否を判定する（Ｐ２）。応答要否判定部１２は、判定結果を、応答フレーム生成部１３、再送ビット判定部１５Ａ及び送信アンテナ制御部１６Ｔに出力する。

送信アンテナ制御部１６Ｔは、応答要否判定部１２がＡｃｋフレームの応答が不要であると判定した場合には（Ｐ２、ＮＯ）、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する（Ｐ３）。

応答フレーム生成部１３は、応答要否判定部１２がＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には（Ｐ２、ＹＥＳ）、ＭＡＣフレームの受信を示すＡｃｋフレームを生成して無線送信部１４に出力する。

再送ビット判定部１５Ａは、応答要否判定部１２がＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には（Ｐ２、ＹＥＳ）、無線受信部１１が復調したＭＡＣフレームのリトライフィールド内のリトライビットが再送を示す１、又は新規送信を示す０であるかを判定する（Ｐ４）。再送ビット判定部１５Ａは、判定結果を送信アンテナ制御部１６Ｔに出力する。

送信アンテナ制御部１６Ｔは、再送ビット判定部１５ＡがＭＡＣフレームのリトライフィールド内のリトライビットが０であると判定した場合には（Ｐ４、ＹＥＳ）、Ａｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する（Ｐ５）。

無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたＡｃｋフレームを、ステップＰ５において保持された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手に送信する（Ｐ６）。

一方、送信アンテナ制御部１６Ｔは、再送ビット判定部１５ＴがＭＡＣフレームのリトライフィールド内のリトライビットが１であると判定した場合には（Ｐ４、ＮＯ）、Ａｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する（Ｐ７）。

無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたＡｃｋフレームを、ステップＰ７における変更後の送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手に送信する（Ｐ８）。なお、ステップＰ３、ステップＰ６又はステップＰ８の後の無線通信装置１Ａの動作は、ステップＰ１に戻る。

次に、図４（Ｂ）を参照して、無線通信装置１ＢがＭＡＣフレームを受信してからＡｃｋフレームを応答するまでの動作手順を説明するが、図４（Ａ）に示す各動作と同一の動作には同一のステップ番号を付与して説明を省略又は簡略化し、異なる内容について説明する。

図４（Ｂ）において、ＳＮ判定部１５Ｂは、応答要否判定部１２がＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には（Ｐ２、ＹＥＳ）、記憶ＳＮと受信ＳＮとが同一であるか否かを判定する（Ｐ４Ａ）。ＳＮ判定部１５Ｂは、ステップＰ４Ａの判定結果に拘わらず、受信ＳＮを記憶する（Ｐ９，Ｐ１０）。

ステップＰ９の後、送信アンテナ制御部１６Ｔは、ＳＮ判定部１５Ｂが記憶ＳＮと受信ＳＮとが不一致であると判定した場合に、Ａｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する（Ｐ５）。

記憶ＳＮと受信ＳＮとが不一致であれば、無線通信装置１Ｂは、新たなシーケンス番号が付与されたＭＡＣフレームを受信したことになる。従って、無線通信装置１Ｂは、前回のＡｃｋフレームの応答に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンが適切であり、送信アンテナＡＴＸのビームパターンは変更の必要が無いと判断する。

一方、ステップＰ９の後、送信アンテナ制御部１６Ｔは、ＳＮ判定部１５Ｂが記憶ＳＮと受信ＳＮとが一致していると判定した場合に、Ａｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する（Ｐ７）。

記憶ＳＮと受信ＳＮとが一致であれば、無線通信装置１Ｂは、同一のシーケンス番号が付与されたＭＡＣフレームを受信したことになる。従って、無線通信装置１Ｂは、前回のＡｃｋフレームの応答に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンが不適切であり、送信アンテナＡＴＸのビームパターンは変更の必要があると判断する。

次に、本実施形態の無線通信装置同士が直接に無線通信する場合のシグナリングの一例について、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照して説明する。図５（Ｂ）、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の説明では、図５（Ａ）に示す各動作と同一の動作については同一の符号を用いて説明を省略又は簡略化し、異なる内容について説明する。

図５（Ａ）は、第１の実施形態のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、Ａｃｋフレームの受信によってシーケンス番号ＳＮが変更されるシグナリングの一例を示すシーケンス図である。図５（Ｂ）は、第１の実施形態のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、再送回数の上限到達によってシーケンス番号ＳＮが変更されるシグナリングの一例を示すシーケンス図である。

図６（Ａ）は、第１の実施形態のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、Ａｃｋフレームの受信によってシーケンス番号ＳＮが変更されるシグナリングの他の一例を示すシーケンス図である。図６（Ｂ）は、第１の実施形態のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、再送回数の上限到達によってシーケンス番号ＳＮが変更されるシグナリングの他の一例を示すシーケンス図である。

以下のシーケンス図では、本実施形態のデータを送信する無線通信装置をデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１、本実施形態のデータを受信する無線通信装置をデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２として説明する。

また、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す無線通信装置１Ａの構成を有するデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の動作を示し、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す無線通信装置１Ｂの構成を有するデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の動作を示す。

図５（Ａ）において、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、「シーケンス番号＝１、リトライビット＝０」のデータフレームをデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２に送信する（Ｓ１）。データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から送信されたＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）を正しく受信し、送信アンテナＡＴＸのビームパターン（例えばＰｔＡ）を用いてＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ１）。しかし、ステップＳ１では、Ａｃｋフレームはデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に到達しない（Ｓ１）。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、リトライビットを０から１に変更し、「シーケンス番号＝１、リトライビット＝１」のデータフレームを再送する（Ｓ２）。データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から再送されたデータフレームを正しく受信し、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを、例えばビームパターンＰｔＡからビームパターンＰｔＢに変更してＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ２）。

ステップＳ２においてデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２から送信されたＡｃｋフレームがデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に到達した、即ちデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１において正しく受信されたため、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、例えばシーケンス番号を１つインクリメントし（Ｓ３）、「シーケンス番号＝２、リトライビット＝０」のデータフレームを生成してデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２に送信する（Ｓ４）。

データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、ステップＳ４においてデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１から送信されたデータフレームを正しく受信し、ステップＳ２における変更後の送信アンテナＡＴＸのビームパターンＰｔＢを用いて、Ａｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ４）。

なお、ステップＳ４において送信されたＡｃｋフレームは、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１とデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２との間の通信環境と各アンテナのビームパターンとが適切であれば、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１において正しく受信される。

図５（Ｂ）において、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、「シーケンス番号＝１、リトライビット＝１」のデータフレームを再送する（Ｓ５）。データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から再送されたデータフレームを正しく受信し、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを、例えばビームパターンＰｔＡからビームパターンＰｔＢに変更してＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ５）。しかし、ステップＳ５では、Ａｃｋフレームはデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に到達しない（Ｓ５）。

ステップＳ６でも同様に、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを、例えばビームパターンＰｔＢからビームパターンＰｔＣに変更してＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ６）。しかし、ステップＳ６では、Ａｃｋフレームは、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１に到達しない（Ｓ６）。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、データフレームの再送回数が所定の再送回数の上限に到達したと判定した場合に、実際には「シーケンス番号＝１」のデータフレームはデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２において正しく受信されているが、「シーケンス番号＝１」のデータフレームの再送を中止し、シーケンス番号を１つインクリメントしてシーケンス番号を変更し（Ｓ７）、「シーケンス番号＝２、リトライビット＝０」のデータフレームをデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２に送信する（Ｓ８）。

データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から送信された「シーケンス番号＝２、リトライビット＝０」のデータフレームを正しく受信し、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを、例えばステップＳ６において設定されたビームパターンＰｔＣを用いてＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ８）。しかし、ステップＳ８では、Ａｃｋフレームはデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に到達しない（Ｓ８）。

なお、ステップＳ８において、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを、ステップＳ６と同じビームパターンＰｔＣを用いてＡｃｋフレームを送信している。これは、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１によるステップＳ７の判断が、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２にとっては未知であるため、ステップＳ８において、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、シーケンス番号が２に変更された原因が、Ａｃｋフレームの到達によるものであるか、ステップＳ７による再送回数の上限達成によるものであるかを、判断することは困難である。

このため、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、ステップＳ８において、Ａｃｋフレームの送信に用いてビームパターンはステップＳ６と同じビームパターンを用いることで、再度、ビームパターンＰｔＣによる送信が到達するか否かを試す手順とした。この手順によって、ステップＳ８において、全てのビームパターンを試すことによる不要な期間の短縮を図ることができる。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、リトライビットを０から１に変更し、「シーケンス番号＝２、リトライビット＝１」のデータフレームを再送する（Ｓ９）。データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から再送されたデータフレームを正しく受信し、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを、例えばビームパターンＰｔＣからビームパターンＰｔＤに変更してＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ９）。なお、ステップＳ９において送信されたＡｃｋフレームは、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１とデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２との間の通信環境と各アンテナのビームパターンとが適切であれば、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１において正しく受信される。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の各シーケンス図において、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の各シーケンス図と異なるのは、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が同一のデータフレームが再送されたか否かを判定するための方法であり、判定方法以外の内容は同一であるため、説明を省略する。

即ち、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から送信されたデータフレームを正しく受信し、Ａｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には、記憶ＳＮと受信ＳＮとが同一でないと判定した場合に、設定された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いてＡｃｋフレームを送信する。

次に、本実施形態の無線通信装置同士が直接に無線通信する場合の各アンテナのビームパターンの一例について、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）、図７（Ｅ）及び図７（Ｆ）を参照して説明する。

図７（Ａ）は、ビームパターンが決定された後にデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１からデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２へのデータフレームの送信が成功した例を示す説明図である。図７（Ｂ）は、ビームパターンが決定された後にデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２からデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１へのＡｃｋフレームの送信が成功した例を示す説明図である。

図７（Ｃ）は、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が回転した後にデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１からデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２へのデータフレームの送信が成功した例を示す説明図である。図７（Ｄ）は、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が回転した後にデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２からデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１にＡｃｋフレームの送信が失敗した例を示す説明図である。

図７（Ｅ）は、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が回転した後にデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１からデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２へのデータフレームの送信が成功した例を示す説明図である。図７（Ｆ）は、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が回転し、かつ、送信アンテナＡＴＸのビームパターンが変更された後にデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２からデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１へのＡｃｋフレームの送信が成功した例を示す説明図である。

図７（Ａ）、図７（Ｃ）及び図７（Ｅ）では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の送信アンテナＡＴＸのビームパターンを太い実線にて示し、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２の受信アンテナＡＲＸのビームパターンを太い点線にて示す。図７（Ｂ）、図７（Ｄ）及び図７（Ｆ）では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の受信アンテナＡＲＸのビームパターンを太い点線にて示し、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２の送信アンテナＡＴＸのビームパターンを太い実線にて示す。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の送信アンテナＡＴＸのビームパターンとデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の受信アンテナＡＲＸのビームパターンとの組み合わせは一部において重複する。このため、図７（Ａ）では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１が送信したデータフレームはデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２において受信される。また、図７（Ｂ）では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の受信アンテナＡＲＸのビームパターンとデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の送信アンテナＡＴＸのビームパターンとの組み合わせが一部において重複する。このため、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が送信したＡｃｋフレームはデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１において受信される。

図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）では、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が回転したために、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２の受信アンテナＡＲＸのビームパターンと送信アンテナＡＴＸのビームパターンとの重複状態が変化する。図７（Ｃ）では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の送信アンテナＡＴＸのビームパターンとデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の受信アンテナＡＲＸのビームパターンとの組み合わせが一部において重複する。このため、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１が送信したデータフレームはデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２において受信される。

しかし、図７（Ｄ）では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の受信アンテナＡＲＸのビームパターンとデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の送信アンテナＡＴＸのビームパターンとの組み合わせは重複しない。このため、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が送信したＡｃｋフレームはデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１において受信されず、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、Ａｃｋフレームの送信に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する。

図７（Ｅ）及び図７（Ｆ）では、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）と同様にデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２が回転した状態について説明する。図７（Ｅ）では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の送信アンテナＡＴＸのビームパターンとデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の受信アンテナＡＲＸのビームパターンとの組み合わせが一部において重複する。データ送信用無線通信装置Ｄｖ１が送信したデータフレームはデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２において受信される。

図７（Ｆ）では、図７（Ｄ）におけるビームパターンを変更したため、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１の受信アンテナＡＲＸのビームパターンとデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２の送信アンテナＡＴＸのビームパターンとの組み合わせは一部において重複する。このため、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、変更された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いてＡｃｋフレームを送信した場合、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が送信したＡｃｋフレームはデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１において受信される。

以上により、本実施形態の無線通信装置１は、通信相手から送信されたＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）を正しく受信し、ＭＡＣフレームの応答を示すＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には、ＭＡＣフレームのリトライビットの内容、又は記憶ＳＮと受信ＳＮとの比較によって、通信相手から同一のＭＡＣフレームが再送されたか否かを判定する。

無線通信装置１は、通信相手から同一のＭＡＣフレームが再送されたと判定した場合には、前回送信したＡｃｋフレームの送信に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンが適切ではなかったと判断して、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する。無線通信装置１は、変更後のビームパターンを用いて、Ａｃｋフレームを送信する。

これにより、無線通信装置１は、通信相手から同一のＭＡＣフレームが再送されなければ、Ａｃｋフレームの送信に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更せず、同一のＭＡＣフレームが再送された場合に送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更するので、送信アンテナＡＴＸのビームパターンの不要な変更を回避できる。従って、無線通信装置１は、早期に通信路を回復できるので、通信相手との間の通信環境（通信品質）の劣化を抑制できる。即ち、無線通信装置１は、通信帯域の不要な占有時間を減少できるので、実効スループットを向上でき、更に消費電力及び通信相手への接続に要する時間を低減できる。

また本実施形態では、無線通信装置１は、ＭＡＣフレームのシーケンス番号を基にして通信相手から同一のＭＡＣフレームが再送されたか否かを判定できるので、例えばリトライビットが含まれないフォーマットのＭＡＣフレームに対応してＭＡＣフレームの再送の有無を判定できる。なお、無線通信装置１は、同一の送信元アドレスを有し、再送であることを示すＭＡＣフレームを一定時間内に複数回以上受信した場合には、以前に送信したＡｃｋフレームが不到達であったと判定しても良い。

また、無線通信装置１は、例えば図１８（Ａ）に示す設定期間ＰＨ１が完了してから所定の一定期間が経過した後の通信期間ＰＨ２において、通信相手から送信されたＭＡＣフレームのリトライビットが０でも、Ａｃｋフレームの送信に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更しても良い。

例えば図１８（Ａ）に示す設定期間ＰＨ１が完了してから所定の一定期間が経過した後の通信期間ＰＨ２では、通信期間ＰＨ２の開始時の通信環境から劣化している場合がある。従って、無線通信装置１は、Ａｃｋフレームの送信に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更することで、通信相手との間の通信路を早期に回復できる。

なお、所定の一定期間は、例えば無線通信装置１がＭＡＣフレームのシーケンス番号を１つインクリメントする時間である。これにより、無線通信装置１は、通信相手におけるＡｃｋフレームの到達によるシーケンス番号の素早いインクリメント処理と、Ａｃｋフレームの不到達によるＭＡＣフレームの再送後から一定時間経過後のシーケンス番号のインクリメント処理とを的確に判別できるので、同一のＭＡＣフレームの再送を高精度に判定でき、更に、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを適切に変更できる。

次に、本実施形態において、無線通信装置１が通信相手から送信されたＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）のリトライビットが０である、又はシーケンス番号が変化した場合には、無線通信装置１がＡｃｋフレームの送信に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンは、Ａｃｋフレームの送信時では適切であったと考えられる。

従って、無線通信装置１は、Ａｃｋフレームの送信後にＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）を送信する場合に、Ａｃｋフレームの送信時の送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いても良い（図８（Ａ）及び図８（Ｂ）参照）。Ａｃｋフレームの送信からＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）の送信までの時間は、通信環境にも依存するが、概ね数十μｓ〜数十ｍｓ程度と見込まれ、図１８（Ａ）に示す設定期間ＰＨ１（例えば数十ｍｓ〜数百ｍｓ）に比べて十分に短い期間である。

図８（Ａ）は、第１の実施形態のデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２がＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いてデータフレームを送信する動作手順の一例を説明するフローチャートである。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２がＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いてデータフレームを送信するシグナリングの一例を示すシーケンス図である。なお、図８（Ａ）では、図４（Ｂ）に示す各動作と同一の動作については同一の符号を用いて説明を省略又は簡略化し、異なる内容について説明する。

図８（Ａ）において、ステップＰ６の後、無線送信部１４は、ＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）を、ステップＰ５において保持された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手に送信する（Ｐ１１）。

図８（Ｂ）において、ステップＳ４の後、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、ＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）を、ステップＳ４において用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いてデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ１０）。

これにより、無線通信装置１（データ受信用無線通信装置Ｄｖ２）は、通信相手から送信されたＭＡＣフレームの受信を示すＡｃｋフレームを応答する間に、データフレームの送信用の送信アンテナＡＴＸのビームパターンを実質的に設定できるので、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２がＭＡＣフレームを送信するための設定期間ＰＨ１を省略することができる、また、設定期間ＰＨ１の設定にかかる手順、時間を省略することができるため、実効スループットを向上できる。

（第１の実施形態の変形例１）
第１の実施形態では、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２において、例えばＭＡＣフレームのリトライビットが１から０に変化したこと、或いはシーケンス番号が変化したことの原因が、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１がＡｃｋフレームを正しく受信したこと、又はデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１が再送したＭＡＣフレームの再送回数が所定の再送回数が上限に到達したことのいずれであるかが区別されていない。

第１の実施形態の変形例１（以下、「本変形例１」という）では、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、次の４通りのケースのいずれかに該当すると判定した場合に、例えばＭＡＣフレームのリトライビットが１から０に変化したこと、或いはシーケンス番号が変化した原因を、ＭＡＣフレームの再送回数が所定の上限回数に到達したからであると判定する。即ち、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、Ａｃｋフレームの送信に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持せずに変更する（図９参照）。

第１のケースでは、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から再送回数が所定の上限回数に到達した旨の通知を受けるまで、再送された同一のＭＡＣフレームの受信回数をカウントする。

データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、カウントされた受信回数と再送の上限回数とが一致し、更に、例えばＭＡＣフレームのリトライビットが１から０に変化した場合、或いはシーケンス番号が変化した場合、ＭＡＣフレームの再送回数が所定の上限回数に到達したことが原因であると判定する。

第２のケースでは、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から再送回数が所定の上限回数に到達した旨の通知を受けるまで、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から送信されたＭＡＣフレームに含まれる再送回数の情報を取得する。データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、取得した再送回数と再送の上限回数とが一致し、更に、例えばＭＡＣフレームのリトライビットが１から０に変化した場合、或いはシーケンス番号が変化した場合、ＭＡＣフレームの再送回数が所定の上限回数に到達したことが原因であると判定する。

第３のケースでは、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から送信されたＭＡＣフレームに含まれる再送できる残り回数の情報を取得する。データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、取得した再送できる残り回数が０になり、更に、例えばＭＡＣフレームのリトライビットが１から０に変化した場合、或いはシーケンス番号が変化した場合、ＭＡＣフレームの再送回数が所定の上限回数に到達したことが原因であると判定する。

第４のケースでは、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から送信されたＭＡＣフレームから最終再送であることを示すフラグを検出し、更に、例えばＭＡＣフレームのリトライビットが１から０に変化した場合、或いはシーケンス番号が変化した場合、ＭＡＣフレームの再送回数が所定の上限回数に到達した原因であると判定する。

図９は、第１の実施形態の変形例１におけるデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２が受信したデータフレームに対するＡｃｋフレームの送信アンテナＡＴＸのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャートである。なお、図９では、図８（Ａ）に示す各動作と同一の動作については同一の符号を用いて説明を省略又は簡略化し、異なる内容について説明する。

図９において、ＳＮ判定部１５Ｂは、上述した第１〜第４のケースを基に、ステップＰ１において受信されたＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）のシーケンス番号が変化した要因が、ＭＡＣフレームの再送回数が所定の上限回数に到達したからであるか否かを判定する（Ｓ１２）。

送信アンテナ制御部１６Ｔは、ＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）のシーケンス番号が変化した要因について、ＳＮ判定部１５Ｂが、上記の第１のケースから第４のケースのいずれかに該当する場合に、ＭＡＣフレームの再送回数が所定の上限回数に到達したか否かを判定し、上限回数に到達したと判断した場合には（Ｓ１２、ＹＥＳ）、Ａｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する（Ｐ７）。

無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたＡｃｋフレームを、ステップＰ７における変更後の送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手に送信する（Ｐ８）。

一方、送信アンテナ制御部１６Ｔは、ＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）のシーケンス番号が変化した要因について、ＳＮ判定部１５ＢがＭＡＣフレームの再送回数が所定の再送上限回数に到達したためではないと判定した場合には（Ｐ１２、ＮＯ）、Ａｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する（Ｐ５）。

無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたＡｃｋフレームを、ステップＰ５において保持された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手（データ送信用無線通信装置Ｄｖ１）に送信し（Ｐ６）、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２がＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）を、ステップＰ５において保持された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手（データ送信用無線通信装置Ｄｖ１）に送信する（Ｐ１１）。

以上により、本変形例１の無線通信装置１は、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２において、シーケンス番号が変化した要因について判断する構成とすることで、Ａｃｋフレームの送信回数を低減でき、通信相手へのＡｃｋフレームの送信に適切な送信アンテナＡＴＸのビームパターンを短期間に設定できる。

（第１の実施形態の変形例２）
第１の実施形態において、無線通信装置１（データ受信用無線通信装置Ｄｖ２）が通信相手（データ送信用無線通信装置Ｄｖ１）から送信されたＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）のリトライビットが０である場合、又はシーケンス番号が変化した場合、無線通信装置１（データ受信用無線通信装置Ｄｖ２）がＡｃｋフレームの送信に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンは、Ａｃｋフレームの送信時では適切であったと考えられる。

第１の実施形態の変形例２（以下、「本変形例２」という）では、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、Ａｃｋフレームの送信時の送信アンテナＡＴＸのビームパターンと同一のビームパターンを、受信アンテナＡＲＸのビームパターンとして用いる（図１０参照）。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、例えばＭＡＣフレームの受信時では、受信アンテナＡＲＸのビームパターンを、無指向性（omni）又は疑似無指向性（quasi-omni）のビームパターンに設定することが多い。

例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡにおけるＴＸＯＰ（Transmission Opportunity）の期間では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、第３の局から送信されたＭＡＣフレームを受信する必要がないので、受信アンテナＡＲＸのビームパターンを、無指向性（omni）又は疑似無指向性（quasi-omni）のビームパターンに設定しなくても良い。

また、ＳＰＣＡ通信におけるＳＰ（Service Period）の期間でも、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、受信するＭＡＣフレームの送信元を特定できるので、受信アンテナＡＲＸのビームパターンを、無指向性（omni）又は疑似無指向性（quasi-omni）のビームパターンに設定しなくても良い。

図１０は、第１の実施形態の変形例２におけるデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２が受信したデータフレームに対するＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナのビームパターン及び次回のデータフレームを受信するための受信アンテナのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャートである。なお、図１０では、図８（Ａ）に示す各動作と同一の動作については同一の符号を用いて説明を省略又は簡略化し、異なる内容について説明する。

図１０において、ステップＰ６の後、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２の受信アンテナ制御部１６Ｒは、通信相手（データ送信用無線通信装置Ｄｖ１）から送信されるＭＡＣフレームを受信するため受信アンテナＡＲＸのビームパターンとして、送信アンテナＡＴＸのビームパターンと同じビームパターンを用いる（Ｐ１４）。

以上により、本変形例２の無線通信装置１（データ受信用無線通信装置Ｄｖ２）は、受信アンテナＡＲＸのビームパターンとして無指向性（omni）又は疑似無指向性（quasi-omni）に設定せずに、特定方向に主ビームを形成すれば良いので、通信帯域を有効に用い、消費電力を低減できる。

更に、本変形例２の無線通信装置１（データ受信用無線通信装置Ｄｖ２）は、Ａｃｋフレームの送信に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持又は変更した後、次の送信周期ＴＲにおける設定期間ＰＨ１では、例えば受信アンテナＡＲＸのビームパターンの設定を省略し、送信アンテナＡＴＸのビームパターンと同じビームパターンを設定することができる。

これにより、本変形例２の無線通信装置１は、次の送信周期ＴＲにおける設定期間ＰＨ１では、受信アンテナＡＲＸのビームパターンの設定に必要な通信路（通信帯域）の使用を抑制できるので、通信帯域を有効に用い、消費電力を低減できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、例えばデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１が図１６（Ａ）に示すアグリゲーションフレームを送信し、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２がアグリゲーションフレームのうち一部又は全てのＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を受信したことを示すブロックＡｃｋフレームを応答する場合について説明する。なお、本実施形態のデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、図３（Ａ）に示す無線通信装置１Ａ又は図３（Ｂ）に示す無線通信装置１Ｂと同様の構成を有する。

先ず、本実施形態のデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２間の直接の無線通信の動作概要について、図１１を参照して説明する。図１１は、第２の実施形態のデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１及びデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２における、アグリゲーションデータフレームの送信に関するシグナリングの一例を示すシーケンス図である。

図１１（Ａ）において、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、複数のＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を含むアグリゲーションフレームをデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２に送信する（Ｓ２１）。アグリゲーションフレームは、例えば「シーケンス番号＝１」のＭＡＣフレームと、「シーケンス番号＝２」のＭＡＣフレームと、「シーケンス番号＝３」のＭＡＣフレームとが連結された構成である。

データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から送信されたアグリゲーションフレームを正しく受信し、更に、ブロックＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には、送信アンテナＡＴＸのビームパターン（例えばＰｔ２）を用いてブロックＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ２１）。しかし、図１１では、ブロックＡｃｋフレームがデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に到達しない（Ｓ２１）。

データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、ステップＳ２１において送信したアグリゲーションフレームに対応するブロックＡｃｋフレームを受信しないため、ステップＳ２１において送信したアグリゲーションフレームと同一のアグリゲーションフレームを再送する（Ｓ２２）。

データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１から再送された同じシーケンス番号のアグリゲーションフレームを正しく受信し、更に、ブロックＡｃｋフレームの応答が必要であると判定したため、送信アンテナＡＴＸのビームパターン（例えばＰｔ２）を変更する（Ｓ２２）。即ち、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、全て同一のシーケンス番号を有するＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を含むアグリゲーションフレームの初送又は再送が以前にあったと判定した場合には、送信アンテナＡＴＸのビームパターンは適切ではないとして、ブロックＡｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する。

従って、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、変更後の送信アンテナＡＴＸのビームパターン（例えばＰｔ１）を用いて、ブロックＡｃｋフレームをデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に送信する（Ｓ２２）。なお、図１１では、ステップＳ２２において送信されたブロックＡｃｋフレームは、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１とデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２との間の通信環境と各アンテナのビームパターンとが適切であるため、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１において正しく受信される。

なお、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、全て同一のシーケンス番号を有するＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を含むアグリゲーションフレームの初送又は再送はない、即ちアグリゲーションフレームのうち一部のＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）は新規に送信されたと判定した場合には、ブロックＡｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更せずに保持する。

次に、本実施形態の無線通信装置１がアグリゲーションフレームを受信してからブロックＡｃｋフレームを送信するまでの動作手順について、図１２を参照して説明する。図１２は、第２の実施形態のデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２が受信したアグリゲーションデータフレームに対応するブロックＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャートである。

なお、図１２では、図３（Ｂ）に示す無線通信装置１Ｂがアグリゲーションフレームのうち少なくとも１つのＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を正しく受信したとして説明する（Ｐ２１）。

図１２において、無線受信部１１は、正しく受信したアグリゲーションフレームのうち全てのＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を正しく受信していたか否かを判定する（Ｐ２２）。全てのＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）が正しく受信されたと判定された場合（Ｐ２２、ＹＥＳ）、応答要否判定部１２は、無線受信部１１が復調したアグリゲーションフレームの各ＭＰＤＵのフレーム種別又は応答種別を基に、アグリゲーションフレームの受信を示すブロックＡｃｋフレームの応答の要否を判定する（Ｐ２３）。応答要否判定部１２は、判定結果を、応答フレーム生成部１３、ＳＮ判定部１５Ｂ及び送信アンテナ制御部１６Ｔに出力する。

送信アンテナ制御部１６Ｔは、応答要否判定部１２がブロックＡｃｋフレームの応答が不要であると判定した場合には（Ｐ２３、ＮＯ）、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する（Ｐ２４）。

応答フレーム生成部１３は、応答要否判定部１２がブロックＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には（Ｐ２３、ＹＥＳ）、アグリゲーションフレームの受信を示すブロックＡｃｋフレームを生成して無線送信部１４に出力する。

ＳＮ判定部１５Ｂは、応答要否判定部１２がブロックＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には（Ｐ２３、ＹＥＳ）、記憶ＳＮパターンと受信ＳＮパターンとが同一であるか否かを判定する（Ｐ２５）。ＳＮ判定部１５Ｂは、ステップＰ２５の判定結果に拘わらず、受信ＳＮパターンを記憶する（Ｐ２６，Ｐ２９）。

なお、本実施形態の説明を簡単にするために、ＳＮ判定部１５Ｂが記憶する、以前に受信されたアグリゲーションフレームのうち正しく受信されたＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）のシーケンス番号の組（パターン）を「記憶ＳＮパターン」と略記し、受信アンテナＡＲＸにおいて今回受信されたアグリゲーションフレームのうち正しく受信されたＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）のシーケンス番号の組（パターン）を「受信ＳＮパターン」と略記する。

ステップＰ２６の後、送信アンテナ制御部１６Ｔは、ＳＮ判定部１５Ｂが記憶ＳＮパターンと受信ＳＮパターンとが不一致であると判定したため、ブロックＡｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する（Ｐ２７）。

記憶ＳＮパターンと受信ＳＮパターンとが不一致であれば、無線通信装置１Ｂは、新たなシーケンス番号が付与されたＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を含むアグリゲーションフレームを受信したことになる。従って、前回のブロックＡｃｋフレームの応答に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンが適切であり、送信アンテナＡＴＸのビームパターンは変更の必要が無いと考えられる。

無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたブロックＡｃｋフレームを、ステップＰ２７において保持された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手（データ送信用無線通信装置Ｄｖ１）に送信する（Ｐ２８）。

一方、ステップＰ２９の後、送信アンテナ制御部１６Ｔは、ＳＮ判定部１５Ｂが記憶ＳＮパターンと受信ＳＮパターンとが一致していると判定したため、ブロックＡｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する（Ｐ３０）。

記憶ＳＮパターンと受信ＳＮパターンとが一致であれば、無線通信装置１Ｂは、同一のシーケンス番号が付与されたＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を含むアグリゲーションが再送され、再送されたアグリゲーションフレームを受信したことになる。従って、前回のブロックＡｃｋフレームの応答に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンが不適切であり、送信アンテナＡＴＸのビームパターンは変更の必要があると考えられる。

無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたブロックＡｃｋフレームを、ステップＰ３０における変更後の送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手（データ送信用無線通信装置Ｄｖ１）に送信する（Ｐ３１）。

また、無線受信部１１が、全てのＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）が正しく受信されなかったと判定した場合（Ｐ２２、ＮＯ）、応答要否判定部１２は、無線受信部１１が復調したアグリゲーションフレーム、即ち、正しく受信した一部のＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）のフレーム種別又は応答種別を基に、アグリゲーションフレームの受信を示すブロックＡｃｋフレームの応答の要否を判定する（Ｐ３２）。応答要否判定部１２は、判定結果を、応答フレーム生成部１３、ＳＮ判定部１５Ｂ及び送信アンテナ制御部１６Ｔに出力する。

送信アンテナ制御部１６Ｔは、応答要否判定部１２がブロックＡｃｋフレームの応答が不要であると判定した場合には（Ｐ３２、ＮＯ）、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する（Ｐ３３）。

応答フレーム生成部１３は、応答要否判定部１２がブロックＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には（Ｐ３２、ＹＥＳ）、アグリゲーションフレームの受信を示すブロックＡｃｋフレームを生成して無線送信部１４に出力する。

ＳＮ判定部１５Ｂは、応答要否判定部１２がブロックＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には（Ｐ３２、ＹＥＳ）、記憶ＳＮパターンと正しく受信した一部のＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）の受信ＳＮパターンとが同一であるか否かを判定する（Ｐ３４）。ＳＮ判定部１５Ｂは、ステップＰ２５の判定結果に拘わらず、受信ＳＮパターンを記憶する（Ｐ３５，Ｐ３８）。

ステップＰ３５の後、送信アンテナ制御部１６Ｔは、ＳＮ判定部１５Ｂが記憶ＳＮパターンと正しく受信した一部のＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）の受信ＳＮパターンとが不一致であると判定したため、ブロックＡｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを保持する（Ｐ３６）。

記憶ＳＮパターンと正しく受信した一部のＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）の受信ＳＮパターンとが不一致であるため、無線通信装置１Ｂは、新たなシーケンス番号が付与されたＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を含むアグリゲーションフレームを受信したことになる。従って、前回のブロックＡｃｋフレームの応答に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンが適切であり、送信アンテナＡＴＸのビームパターンは変更の必要が無いと考えられる。

無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたブロックＡｃｋフレームを、ステップＰ３６において保持された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手に送信する（Ｐ３７）。

一方、ステップＰ３８の後、送信アンテナ制御部１６Ｔは、ＳＮ判定部１５Ｂが記憶ＳＮパターンと正しく受信した一部のＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）の受信ＳＮパターンとが一致していると判定したため、ブロックＡｃｋフレームの応答に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する（Ｐ３９）。

記憶ＳＮパターンと正しく受信した一部のＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）の受信ＳＮパターンとが一致しているため、無線通信装置１Ｂは、同一のシーケンス番号が付与されたＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を含むアグリゲーションが再送され、再送されたアグリゲーションフレームを受信したことになる。従って、前回のブロックＡｃｋフレームの応答に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンが不適切であり、送信アンテナＡＴＸのビームパターンは変更の必要があると考えられる。

無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたブロックＡｃｋフレームを、ステップＰ３９における変更後の送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手に送信する（Ｐ４０）。

なお、ステップＰ２８、ステップＰ３１、ステップＰ３７又はステップＰ４０の後の無線通信装置１Ａの動作は、ステップＰ２１に戻る。

以上により、本実施形態の無線通信装置１は、通信相手から送信されたアグリゲーションフレームのうち一部又は全てのＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）を正しく受信し、アグリゲーションフレームの応答を示すブロックＡｃｋフレームの応答が必要であると判定した場合には、記憶ＳＮパターンと受信ＳＮパターンとの比較によって、通信相手から同一のアグリゲーションフレームが再送されたか否かを判定する。

無線通信装置１は、通信相手から同一のアグリゲーションフレームが再送されたと判定した場合には、前回送信したブロックＡｃｋフレームの送信に用いた送信アンテナＡＴＸのビームパターンが適切ではなかったとして、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する。無線通信装置１は、変更後のビームパターンを用いて、ブロックＡｃｋフレームを送信する。

これにより、無線通信装置１は、通信相手から同一のアグリゲーションフレームが再送されなければ、ブロックＡｃｋフレームの送信に用いる送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更せず、同一のアグリゲーションフレームが再送された場合に送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更するので、送信アンテナＡＴＸのビームパターンの不要な変更を回避できる。

従って、無線通信装置１は、送信アンテナＡＴＸのビームパターンの不要な変更を回避することで、設定期間ＰＨ１及び設定期間ＰＨ１を設定するための準備期間を省略できるため、早期に通信路を回復でき、通信相手との間の通信環境（通信品質）の劣化を抑制できる。即ち、無線通信装置１は、通信帯域の不要な占有時間（例えば、設定期間ＰＨ１及び設定期間ＰＨ１を設定するための準備期間）を減少できるので、実効スループットを向上でき、更に消費電力及び通信相手への接続に要する時間を低減できる。

なお、本実施形態において、アグリゲーションフレームのうち全てのＭＡＣフレーム（ＭＰＤＵ）が受信されるとは限らず、例えば３個のＭＡＣフレームが連結している場合、合計８通りの受信の組み合わせが考えられる。このため、図１２に示すステップＰ２１では、無線通信装置１Ｂは、アグリゲーションフレームのうち所定の閾値以上のＭＡＣフレームを受信した場合に、一部のＭＡＣフレームを含むアグリゲーションフレームを受信したと判定しても良い。

従って、無線通信装置１Ｂは、アグリゲーションフレームのうち所定の閾値未満のＭＡＣフレームを受信し、その他フレームを受信しなかった場合には、記憶ＳＮパターンと受信ＳＮパターンとの比較が困難となるとして、アグリゲーションフレームを受信しなかったと判定する。これにより、無線通信装置１Ｂは、アグリゲーションフレームを正しく受信した後に、記憶ＳＮパターンと受信ＳＮパターンと比較を高精度に処理でき、アグリゲーションフレームの再送の誤判定を回避でき、アンテナのビームパターンを高精度に設定できる。

以上、図面を参照して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。

なお、上述した各実施形態において、無線通信装置１は、通信相手がＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）の送信に用いた周波数と同一の周波数を用いて、Ａｃｋフレーム又はブロックＡｃｋフレームを送信するが、通信相手がＭＡＣフレーム（例えばデータフレーム）の送信に用いた周波数と異なる周波数を用いて、Ａｃｋフレーム又はブロックＡｃｋフレームを送信しても良い。

なお、上述した各実施形態では、無線通信装置１の通信相手は、directional band（例えばミリ波）を用いてデータフレームを送信するが、un-directional band（例えばマイクロ波）を用いてデータフレームを送信しても良い。

（第１の実施形態の変形例３）
なお、第１又は第２の実施形態では、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２が正しく受信したＭＡＣフレーム又はアグリゲーションフレームにおいて、リトライビットと、シーケンス番号と、シーケンス番号のパターンとによって、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１とデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２との間の通信路の状況が的確に判別できる。例えば送信アンテナＡＴＸ又は受信アンテナＡＲＸのビームパターンが保持される通信環境では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１とデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２との間の通信品質が高いと考えられる。

第１の実施形態の変形例３として、無線通信装置１は、例えば送信電力を低減し（図１３参照）、受信アンテナＡＲＸのゲインを低減し、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme：変調度）又は符号化率を増加し、ＭＡＣフレームのフレーム長を増加し、又は、アグリゲーションフレームにおけるＭＡＣフレームの連結数を増加しても良い。これにより、無線通信装置１は、無線帯域を有効に用いることができ、無線通信装置１の消費電力を低減できる。

また、例えば送信アンテナＡＴＸ又は受信アンテナＡＲＸのビームパターンが変更される通信環境では、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１とデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２との間の通信品質が劣化していると考えられる。

第１の実施形態の変形例３として、無線通信装置１は、例えば送信電力を増加し（図１３参照）、受信アンテナＡＲＸのゲインを増加し、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme：変調度）を減少し、ＭＡＣフレームのフレーム長を減少し、アグリゲーションフレームにおけるＭＡＣフレームの連結数を減少し、又は使用キャリア周波数を他のキャリア周波数に変更しても良い。

例えば無線通信装置１は、通信品質の劣化に応じて、周波数帯域をスキャンすることで通信品質の高い周波数帯域を推定する。これにより、無線通信装置１は、不要なＭＡＣフレーム又はアグリゲーションフレームの再送を回避できるので無線帯域を有効に用いることができ、無線通信装置１の消費電力を低減できる。

図１３は、第１の実施形態の変形例３におけるデータ受信用無線通信装置Ｄｖ２が受信したＭＡＣフレームに対応するＡｃｋフレームを送信するための送信アンテナＡＴＸのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャートである。なお、図１３では、図４（Ａ）に示す各動作と同一の動作については同一の符号を用いて説明を省略又は簡略化し、異なる内容について説明する。

図１３において、ステップＰ５の後、無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたＡｃｋフレームの送信電力を低減し（Ｐ１５）、ステップＰ５において保持された送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手に送信する（Ｐ６）。

また、ステップＰ７の後、無線送信部１４は、応答フレーム生成部１３により生成されたＡｃｋフレームの送信電力を増加し（Ｐ１６）、ステップＰ７における変更後の送信アンテナＡＴＸのビームパターンを用いて通信相手に送信する（Ｐ８）。

（第１の実施形態の変形例４）
なお、上述した各実施形態では、ＭＡＣフレームの送信及びＡｃｋフレームの応答送信、アグリゲーションフレームの送信及びブロックＡｃｋフレームの応答送信を例示して説明したが、送信及び応答送信の組み合わせは、例えばＲＴＳ（Request To Send）の送信及びＣＴＳ（Clear To Send）、ＳＳＷ（Sector Sweep）、ＳＳＷ−ＦＢ（Sector Sweep-Feedback）及びＳＳＷ−Ａｃｋ（Sector Sweep-Ack）、Association Request/Ack、Association Response/Ackの各組み合わせでも良い。

図１９（Ａ）は、第１の実施形態の変形例４におけるデータ受信用無線通信装置が受信したＭＡＣフレーム（例えばＲＴＳフレーム）に対する応答フレーム（例えばＣＴＳフレーム）の送信アンテナのビームパターンの設定手順の一例を説明するフローチャートであり、図１９（Ｂ）は、第１の実施形態の変形例４のデータ送信用無線通信装置及びデータ受信用無線通信装置における、ＣＴＳフレームの受信によってフレーム種別が変更されるシグナリングの一例を示すシーケンス図である。

図１９は、図４（Ａ）、図５（Ａ）のｄａｔａ、Ａｃｋをフレームに置き換えた場合のフローチャート及びシーケンス図である。

図４（Ａ）のＰ２では、Ａｃｋフレームの応答送信の要否について確認したが、図１９（Ａ）では、フレームの応答送信の要否について確認している。図４（Ａ）のＰ４においては、データフレームのリトライビットについて確認したが、図１９（Ａ）では、先の受信フレーム種別と今回の受信フレーム種別とは別か否かについて確認する。つまり、Ｐ４ＲのＹＥＳは、後述する図１９（Ｂ）のＳ４Ｒでの判断となり、Ｐ４ＲのＮＯは、図１９（Ｂ）のＳ２Ｒでの判断となる。

また、図４（Ａ）のＰ６，Ｐ８において、Ａｃｋフレームを応答返信していたが、図１９（Ａ）のＰ６Ｒ、Ｐ８Ｒでは、受信フレーム種別に対応するフレームの応答送信を行う。つまり、Ｐ６Ｒでは、図１９のＳ４ＲのＡｃｋフレームの応答送信になり、Ｐ８Ｒでは、図１９のＳ２ＲのＣＴＳフレームの応答送信になる。

次に、図１９（Ｂ）はＲＴＳ、ＣＴＳの送受信の後に、データ、Ａｃｋの送受信についてのシーケンス図である。ＲＴＳには、シーケンス番号、リトライビットが含まれていないため、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、ＲＴＳの再送は判断しないが、２回目のＲＴＳを受信したため、２回目のＣＴＳの送信ではビームパターンを変更する（Ｓ２Ｒ）。つまり、図１９（Ａ）のＰ４ＲのＮＯに相当するため、ビームパターンを変更する。

次に、データ送信用無線通信装置Ｄｖ１は、ＣＴＳを受信することで送信フレーム種別をＲＴＳからデータに変更し、シーケンス番号、リトライビットの情報を含むデータを送信する（Ｓ３Ｒ）。

次に、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、ＣＴＳを送信した後にデータを受信するため、ＣＴＳがデータ送信用無線通信装置Ｄｖ１に受信されたと判断し、ビームパターンを変更しないで、Ａｃｋを返送する（Ｓ４Ｒ）。つまり、図１９（Ａ）のＰ４ＲのＹＥＳに相当するため、ビームパターンを変更しない。

また、応答送信ではＡｃｋフレームを送信する場合に限らず、データフレームとＡｃｋフレームとを含めて送信するReverse Direction方式を用いても良い。

なお、上述した各実施形態において、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更する場合、切り換え可能な複数のビームパターンの中から現時点のビームパターンに隣接するビームパターン、ビームパターン毎に付与された識別番号に応じたビームパターン、又はランダムに選択されたビームパターンのいずれかに設定しても良い。

なお、上述した各実施形態において、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、ＭＡＣフレーム又はアグリゲーションフレームが所定の閾値を超えて複数回、連続して受信された場合に、送信アンテナＡＴＸのビームパターンを変更しても良い。これにより、データ受信用無線通信装置Ｄｖ２は、例えば通信環境の瞬間的な変動によってＡｃｋフレーム又はブロックＡｃｋフレームの不到達を起因とした送信アンテナＡＴＸのビームパターンの不要な変更を回避できる。

本出願は、２０１３年６月１４日出願の日本特許出願（特願2013-126060）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本開示は、アンテナのビームパターンの不要な変更を回避し、通信品質の劣化を抑制する無線通信装置として有用である。

１，１Ａ，１Ｂ 無線通信装置
１１ 無線受信部
１２ 応答要否判定部
１３ 応答フレーム生成部
１４ 無線送信部
１５ アンテナ制御部
１５Ｒ 受信アンテナ制御部
１５Ｔ 送信アンテナ制御部
１６ 判定部
１６Ａ 再送ビット判定部
１６Ｂ ＳＮ判定部
ＡＲＸ 受信アンテナ
ＡＴＸ 送信アンテナ
Ｄｖ１ データ送信用無線通信装置
Ｄｖ２ データ受信用無線通信装置

Claims (7)

1. 通信相手から送信された第１送信フレームを受信アンテナにおいて受信する受信部と、
   前記受信アンテナにおいて受信された前記第１送信フレームを基に、前記第１送信フレームの受信を示す第１応答フレームを生成する応答フレーム生成部と、
   生成された前記第１応答フレームを送信アンテナから送信する送信部と、
   前記通信相手から同一の前記第１送信フレームが再送されたか否かを判定する判定部と、
   前記通信相手から同一の前記第１送信フレームが再送された場合に、前記送信アンテナのビームパターンを変更するアンテナ制御部と、を備える、
   無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記第１送信フレームは、前記第１送信フレームの再送の有無を示す再送ビット情報を含み、
   前記判定部は、受信された前記第１送信フレームの前記再送ビット情報が前記第１送信フレームの再送を示す場合に、
   前記通信相手から同一の前記第１送信フレームが再送されたと判定する、
   無線通信装置。
3. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記第１送信フレームは、前記第１送信フレームの識別情報を示す識別番号情報を含み、
   前記判定部は、受信された前記第１送信フレームの前記識別番号情報が同一である場合に、前記通信相手から同一の前記第１送信フレームが再送されたと判定する、
   無線通信装置。
4. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記アンテナ制御部は、前記第１送信フレームの受信を示す前記第１応答フレームの送信後に、前記通信相手から異なる第２送信フレームが送信された場合に、前記送信アンテナのビームパターンを保持し、
   前記送信部は、保持された前記送信アンテナのビームパターンを用いて、新たな送信フレームを前記通信相手に送信する、
   無線通信装置。
5. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記判定部は、前記第１送信フレームの受信を示す前記第１応答フレームの送信後に、前記通信相手から異なる第２送信フレームが送信された場合に、前記第１送信フレームの再送回数が所定の上限回数に達したか否かを判定し、
   前記アンテナ制御部は、前記第１送信フレームの再送回数が前記所定の上限回数に達したと判定された場合に、前記第２送信フレームの受信を示す第２応答フレームの送信に用いる前記送信アンテナのビームパターンを変更する、
   無線通信装置。
6. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記アンテナ制御部は、前記第１送信フレームの受信を示す前記第１応答フレームの送信後に、前記通信相手から異なる第２送信フレームが送信された場合に、前記送信アンテナのビームパターンを保持し、保持された前記送信アンテナのビームパターンと同じビームパターンを前記受信アンテナに設定する、
   無線通信装置。
7. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記通信相手から送信された第１送信フレームは、異なる識別番号情報を有する複数のデータフレームを含み、
   前記送信部は、前記通信相手から送信された第１送信フレームのうち、前記受信アンテナにおいて受信された一部又は全ての識別番号情報を有する各データフレームの受信を示す応答フレームを、前記第１応答フレームとして前記通信相手に送信する、
   無線通信装置。

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