JP2018148363A - 端末装置、基地局装置および無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】通信スループットの低下を抑える端末装置、基地局装置および無線通信システムの提供に資する。【解決手段】端末装置は、狭指向性の第１のビームを用いて行った前回の第１のデータ通信の後、基地局装置が複数の狭指向性のビームをそれぞれ用いて送信した複数の第１の信号を、広指向性のビームを用いて受信する通信部と、複数の第１の信号の受信品質を算出し、基地局装置が通信に用いる狭指向性の第２のビームを判定する判定部と、を備え、通信部は、第１のビームを用いて、基地局装置に対して第２のビームを示す情報を含むフィードバック信号を送信し、第１のビームを用いて、基地局装置が前記フィードバック信号を受信したことを示す応答を受信できた場合、第１のビームを用いて第２のデータ通信を開始する。【選択図】図３

Description

本開示は、端末装置、基地局装置および無線通信システムに関する。

デジタル機器の高機能化に伴い、無線ＬＡＮ（Local Area Network）を搭載したアクセスポイントや端末装置が広く普及している。近年では、大容量高速無線通信のニーズの高まりにより、ギガビットを越える高速無線ＬＡＮの普及が進んでいる。

大容量高速無線通信の実現のために、複数のアンテナ素子を用いて指向性通信を行うミリ波帯域（例えば、６０ＧＨｚ帯）での高速無線通信が注目されている（例えば、非特許文献１）。

ミリ波帯域での無線信号の特性は直進性が強く、また空間伝搬損失が大きいため、非特許文献１の記載では、無線通信装置（例えば、アクセスポイント、基地局装置、端末装置）は、通信相手毎に、トレーニング信号を送受信し、通信品質が良好な方向を判定するビームフォーミングトレーニング（ＢＦＴ：Beamforming Training）と呼ばれる手順を実行し、判定した方向に向けて指向性の高いアンテナのパターン（以下「ビーム」という）を形成して無線通信を行う。

IEEE 802.11ad-2012規格書

しかしながら、従来技術の無線通信装置は、定期的にＢＦＴを実施してビームを変更するため、トレーニング信号の送受信回数が増加し、通信スループットが低下する。

本開示の非限定的な実施例は、通信スループットの低下を抑える端末装置、基地局装置および無線通信システムの提供に資する。

本開示の一態様に係る端末装置は、第１のビームを用いて基地局装置と第１のデータ通信を行った後、前記基地局装置が複数の送信ビームをそれぞれ用いて送信した複数の第１の信号を、受信ビームを用いて受信する通信部と、前記複数の第１の信号の受信品質を算出し、前記複数の送信ビームのうち前記受信品質が最大となる第２のビームを決定する判定部と、を備え、前記通信部は、前記第１のビームを用いて、前記基地局装置に対して前記第２のビームを示す情報を含むフィードバック信号を送信し、前記基地局装置が前記フィードバック信号を受信したことを示す応答信号を前記基地局装置から受信した場合、前記第１のビームを用いて前記基地局装置と第２のデータ通信を開始する。

本開示の一態様に係る基地局装置は、複数の第１の信号を生成する制御部と、第１のビームを用いる端末装置と第１のデータ通信を行った後、複数の送信ビームをそれぞれ用いて前記複数の第１の信号を端末装置に送信する通信部と、を備え、前記複数の送信ビームは、前記端末装置が有する受信ビームを用いて前記第１の信号を受信する場合に受信品質が最大となる第２のビームを含み、前記通信部は、前記端末装置から前記第２のビームを含むフィードバック信号を受信した場合、前記第２のビームを用いて、前記端末装置へ応答信号を送信し、前記端末装置と、第２のデータ通信を開始する。

本開示の一態様に係る無線通信システムは、複数の第１の信号を生成する制御部と、複数の第２送信ビームをそれぞれ用いて、前記複数の第１の信号を送信する第２の通信部と、を備える基地局装置と、第１のビームを用いて前記基地局装置と第１のデータ通信を行った後、前記複数の第１の信号を、受信ビームを用いて受信する第１の通信部と、前記複数の第１の信号の受信品質を算出し、前記複数の第２送信ビームのうち受信品質が最大となる第２のビームを決定する第１判定部と、を備える端末装置と、を備え、前記第１の通信部は、前記第１のビームを用いて、前記基地局装置に対して前記第２のビームを示す情報を含む第１のフィードバック信号を送信し、前記第２の通信部は、前記第１のフィードバック信号を受信した場合、前記第２のビームを用いて、前記端末装置へ第１の応答信号を送信し、前記第１の通信部は、前記第１のビームを用いて、前記基地局装置から前記第１の応答信号を受信した場合、前記基地局装置と、前記第１のデータ通信の後に第２のデータ通信を開始する。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一態様によれば、通信スループットの低下の抑制に資する。

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。

ＢＦＴの動作Ａの一例を示す図 ＢＦＴの動作Ｂの一例を示す図 ＢＦＴの動作Ｃの一例を示す図 ＢＦＴの動作Ｄの一例を示す図 図１Ａ〜図１Ｄに示す動作Ａ〜動作Ｄの流れの一例を示すシーケンス図 本開示の実施の形態１に係る無線通信装置の構成の一例を示す図 本開示の実施の形態１における一連の動作の一例を示すシーケンス図 本開示の実施の形態１における動作パターンの一例を示す図 図５Ａに示す動作パターンと、基地局装置及び端末装置と、の対応を示す図 本開示の実施の形態１における基地局装置の処理を示すフローチャート 本開示の実施の形態１における端末装置の処理を示すフローチャート 本開示の実施の形態２における一連の動作の一例を示すシーケンス図 本開示の実施の形態２における一連の動作の一例を示すシーケンス図 本開示の実施の形態２における動作パターンの一例を示す図 図９Ａに示す動作パターンと、基地局装置、端末装置、及びリンク切断のタイミングと、の対応を示す図 本開示の実施の形態２における基地局装置の処理を示すフローチャート 本開示の実施の形態２における端末装置の処理を示すフローチャート

はじめに、従来技術のビームフォーミングトレーニング（ＢＦＴ：Beamforming Training）について説明する。従来技術のＢＦＴでは、主に、４つの動作を行う。以下、その４つの動作を、順に、動作Ａ、動作Ｂ、動作Ｃ、動作Ｄと呼ぶ。

図１Ａは、ＢＦＴの動作Ａの一例を示す図である。図１Ｂは、ＢＦＴの動作Ｂの一例を示す図である。図１Ｃは、ＢＦＴの動作Ｃの一例を示す図である。図１Ｄは、ＢＦＴの動作Ｄの一例を示す図である。図２は、図１Ａ〜図１Ｄに示す動作Ａ〜動作Ｄの流れの一例を示すシーケンス図である。図２に示す動作Ａ〜動作Ｄは、それぞれ、図１Ａ〜図１Ｄに対応する。

図１Ａ〜図１Ｄは、無線通信装置１０と無線通信装置２０との間で実施されるＢＦＴの各動作を示す。なお、以下の説明において、無線通信装置１０と無線通信装置２０とが有する送信アンテナパターンの特性と受信アンテナパターンの特性とは、ほぼ同等である。

無線通信装置１０と無線通信装置２０とは、それぞれ、複数のアンテナ素子を有し、アンテナ素子の選択、および、それぞれのアンテナ素子における送信及び受信電波の位相を制御することにより電子的にビーム方向を切替えるビームフォーミングを行う。ＢＦＴとは、無線通信装置１０と無線通信装置２０との間の通信環境の変化に応じて、通信に適したビームフォーミング（例えば、通信に適したビーム方向）を決定する動作である。

図１Ａでは、まず、無線通信装置１０は、指向性の狭い（狭指向性の）送信ビームＴｘｎ（Ｔｘｎ＿１〜Ｔｘｎ＿ｎ）を、複数のビーム方向に切替えて、各ビーム方向の送信ビームＴｘｎを用いてトレーニング信号Ｓｘを送信する。各ビーム方向の送信ビームＴｘｎを用いて送信されるトレーニング信号Ｓｘには、ビーム方向の識別情報が含まれる。なお、指向性の狭い（狭指向性の）ビームとは、ビーム半値角が小さいビームである。なお、各ビームは、送信方向、受信方向を示すものであり、図１Ａでは、送信ビームＴｘｎと受信ビームＲｙｗが重なり合っていないが、通信は可能である。

無線通信装置２０は、指向性の広い（広指向性の）受信ビームＲｙｗを形成し、無線通信装置１０から送信されるトレーニング信号Ｓｘの受信を待機する。そして、無線通信装置２０は、受信したトレーニング信号の受信品質を算出し、受信品質が最も高いトレーニング信号Ｓｘ（図１Ａでは、Ｓｘ＿＃ｉ）を判定する。受信品質が最も高いトレーニング信号Ｓｘに含まれる識別情報が示すビーム方向は、無線通信装置２０との通信において最適な無線通信装置１０のビーム方向（無線通信装置１０のベストビーム）である。なお、指向性の広い（広指向性の）ビームとは、ビーム半値角が大きいビームである。

無線通信装置２０は、図１Ａにおいて、トレーニング信号Ｓｘの受信が完了した後、図１Ｂにおいて、指向性の狭い（狭指向性の）送信ビームＴｙｎ（Ｔｙｎ＿１〜Ｔｙｎ＿ｍ）を、複数のビーム方向に切替えて、各ビーム方向の送信ビームＴｙｎを用いてトレーニング信号Ｓｙを送信する。無線通信装置２０は、受信ビームＲｙｗを用いて受信したトレーニング信号Ｓｘのうち、受信品質が最も高いトレーニング信号Ｓｘに含まれるビーム方向の識別情報（図１Ａでは、トレーニング信号Ｓｘ＿＃ｉに含まれるビーム方向の識別情報）を、トレーニング信号Ｓｙに含める。受信品質が最も高いトレーニング信号Ｓｘに含まれるビーム方向の識別情報とは、無線通信装置２０との通信において最適な無線通信装置１０のビーム方向情報を示す。

無線通信装置１０は、図１Ａにおいてトレーニング信号Ｓｘの送信が完了した後、図１Ｂにおいて、広指向性の受信ビームＲｘｗを形成し、無線通信装置２０から送信されるトレーニング信号Ｓｙの受信を待機する。そして、無線通信装置１０は、受信したトレーニング信号Ｓｙの受信品質を算出し、受信品質が最も高いトレーニング信号Ｓｙ（図１Ｂでは、Ｓｙ＿＃ｊ）を判定する。受信品質が最も高いトレーニング信号Ｓｙに含まれる識別情報が示すビーム方向は、無線通信装置１０との通信において最適な無線通信装置２０のビーム方向（無線通信装置２０のベストビーム）である。

無線通信装置１０は、図１Ｂにおいてトレーニング信号Ｓｙの受信が完了した後、図１Ｃにおいて、トレーニング信号Ｓｙに含まれるビーム方向の識別情報に基づき、無線通信装置２０との通信において最適な送信ビーム（図１Ｃでは、狭指向性の送信ビームＴｘｎ＿ｉ）を設定する。そして、無線通信装置１０は、送信ビームＴｘｎ＿ｉを用いて、フィードバック（以下、ＦＢと記載）を送信する。ＦＢには、受信ビームＲｘｗを用いて受信したトレーニング信号Ｓｙのうち、受信品質が最も高いトレーニング信号Ｓｙに含まれるビーム方向の識別情報（図１Ｂでは、トレーニング信号Ｓｙ＿＃ｊに含まれるビーム方向の識別情報）が含まれる。受信品質が最も高いトレーニング信号Ｓｙに含まれるビーム方向の識別情報とは、無線通信装置１０との通信において最適な無線通信装置２０のビーム方向情報を示す。

無線通信装置２０は、図１Ｂにおいてトレーニング信号Ｓｙの送信が完了した後、図１Ｃにおいて、広指向性の受信ビームＲｙｗを形成し、無線通信装置１０から送信されるＦＢを受信する。

無線通信装置２０は、図１ＣにおいてＦＢの受信が完了した後、図１Ｄにおいて、ＦＢに含まれるビーム方向の識別情報に基づき、無線通信装置１０との通信において最適な送信ビーム（図１Ｄの例では、狭指向性の送信ビームＴｙｎ＿ｊ）を設定する。そして、無線通信装置２０は、確認応答（ＡＣＫ：Acknowledgement）を無線通信装置１０に対して送信する。

無線通信装置１０は、図１ＣにおいてＦＢの送信が完了した後、図１Ｄにおいて、広指向性の受信ビームＲｘｗを形成し、無線通信装置２０から送信されるＡＣＫの受信を待機する。

無線通信装置１０は、ＡＣＫを受信することにより、ＢＦＴ動作を完了し、無線通信装置２０とのデータ通信を開始する。無線通信装置１０は、狭指向性のビームＴｘｎ＿ｉを用いて、データ信号の送受信を行い、無線通信装置２０は、狭指向性のビームＴｙｎ＿ｊを用いて、データ信号の送受信を行う。

図１Ａ〜図１Ｄ、および、図２に示したＢＦＴ動作により、無線通信装置１０と無線通信装置２０とは、互いのベストビームを判定する。なお、上述したＢＦＴは、無線通信装置２０から開始しても良い。

例えば、無線通信装置１０と無線通信装置２０との少なくとも一方が携帯情報端末装置（移動体端末装置）であり、他方が基地局装置である場合、移動体端末装置の密度が高いエリアが発生し易く、また、基地局装置と移動体端末装置の相対位置が変化し易い。そのため、従来技術では、通信を維持するために、定期的にＢＦＴが行われる。基地局装置は、ビームの半値角をより狭くすることによって通信距離を延ばすため、走査するビームの本数が移動体端末装置と比較して増加する。その結果、ビームの本数の増加とＢＦＴの回数の増加によって、トレーニング信号の送信回数が増加するため、データ通信のスループットが低下する。

一方で、例えば、移動体端末装置の密度、および／または、基地局装置と移動体端末装置の相対位置が変化しない環境下では、ＢＦＴにおいて判定されるベストビームと、ＢＦＴ以前のデータ通信において用いたベストビームとが、同一である場合がある。このような場合、基地局装置と移動体端末装置とは、ビーム方向を変更することを省略することができる。

そこで、２回目以降のＢＦＴにおいて、無線通信装置が、２回目以降のＢＦＴを実施する以前の１回目のデータ通信において用いたベストビームを２回目以降のデータ通信に継続して用いることができるか否かを確認する動作を行うことにより、２回目以降のＢＦＴを短縮できる可能性があることに着目し、本開示に至った。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本開示は以下の実施の形態により限定されるものではない。

（実施の形態１）
図３は、本実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成の一例を示す図である。なお、以下では、無線通信装置１００が、通信相手として無線通信装置２００とミリ波通信を行う例について説明する。無線通信装置２００の構成は、以下に説明する無線通信装置１００と同様であるので詳細な説明は省略する。

無線通信装置１００は、複数のアンテナ素子１０１、ビーム形成部１０２、送信処理部１０３、受信処理部１０４、通信制御部１０５、品質情報取得部１０６、ビーム制御部１０７、および、情報格納部１０８を有する。

複数のアンテナ素子１０１は、所定の配置で配列されたアレーアンテナである。

ビーム形成部１０２は、後述のビーム制御部１０７の制御を受けて、無線信号の送受信のビームを形成するために、複数のアンテナ素子１０１を励振し、励振電流の振幅および位相を制御する。

なお、複数のアンテナ素子１０１およびビーム形成部１０２は、適宜、アンテナ部１２１と呼ぶ。アンテナ部１２１は、つまり、複数のアンテナ素子１０１を用いて、複数のビームそれぞれの方向を切り替える。なお、本実施の形態では、アンテナ部１２１は、送信アンテナと受信アンテナを具備し、各ビーム方向に対してほぼ同一のビームパターンが得られているとして説明する。

送信処理部１０３は、ＢＦＴにおいて用いるトレーニング信号を含む各種制御信号および送信の対象となる各種情報をミリ波信号に変調し、アンテナ部１２１を介して送信する。

受信処理部１０４は、アンテナ部１２１が受信したミリ波信号から、ミリ波信号に含まれる情報を復調する。かかる情報には、受信したトレーニング信号を含む各種制御信号および各種情報が含まれる。

通信制御部１０５は、無線通信装置２００との通信を行うパケットを生成する。通信制御部１０５は、後述する品質情報取得部１０６からの情報を受け、例えば無線通信装置２００と通信するにあたり、最良なビーム方向情報をパケットに含める処理を行う。なお、送信処理部１０３、受信処理部１０４、および、通信制御部１０５は、適宜、通信部１２２と呼ぶ。通信部１２２は、つまり、アンテナ部１２１を使用して無線通信装置２００との間で無線通信を行う。

品質情報取得部１０６は、ＢＦＴにおいて、通信部１２２を介して無線通信装置２００から受信した信号の受信品質（例えば、受信強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）、信号雑音比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio））を算出し、算出した受信品質を品質情報として取得する。品質情報は、無線通信装置２００から送信された信号の無線通信装置１００における受信品質である。品質情報取得部１０６は、無線通信装置１００における受信品質を示す品質情報を、通信部１２２を介して無線通信装置２００へ送信してもよいし、無線通信装置２００における受信品質を示す品質情報を、通信部１２２を介して無線通信装置２００から受信してもよい。

また、品質情報取得部１０６は、無線通信装置２００が送信した各トレーニング信号の受信品質を算出し、受信品質が最も高いビーム番号を判定する判定部として機能する。品質情報取得部１０６は、判定したビーム番号を通信制御部１０５に出力する。

ビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１が形成するビームを制御する。例えば、ビーム制御部１０７は、ＢＦＴにおいて、品質情報取得部１０６からの指示を受けて、アンテナ部１２１に対し、複数の方向に対して狭指向性のビームを順次形成させ、また、広指向性のビームを形成させる。そして、ビーム制御部１０７は、ＢＦＴが完了した後は、最良と判定された方向に向けて狭指向性のビーム（ベストビーム）を形成し、データ通信を開始する。

また、ビーム制御部１０７は、後述する情報格納部１０８に格納されたビーム方向情報に基づき、アンテナ部１２１に、前回の通信に用いた狭指向性の送信ビーム（つまり、前回のベストビーム）を形成する指示を出力する。ビーム形成の指示は、例えば、通信制御部１０５が、品質情報取得部１０６から出力されるビーム番号を含むフィードバック信号を送信する指示を送信処理部１０３に出力する場合に合わせて行われる。

情報格納部１０８は、無線通信装置１００、無線通信装置２００のこれまでの最良なビーム方向情報を記憶する。なお、これまでの全ての通信に使用したビーム方向情報を記憶しても良い。ビーム制御部１０７は、これまでの最良なビーム方向と現在の最良なビーム方向を比較する場合に情報格納部１０８の情報を使用する。

無線通信装置１００は、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、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の作業用メモリ、および通信回路を有する。上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。無線通信装置２００についても、同様に、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、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の作業用メモリ、および通信回路を有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。

次に、本実施の形態１における、無線通信装置１００と無線通信装置２００の一連の動作について、図４を参照して説明する。

図４は、本実施の形態１における一連の動作の一例を示すシーケンス図である。なお、以下の説明では、無線通信装置１００が基地局装置（便宜上、「基地局装置１００」と呼ぶ）であり、無線通信装置２００が端末装置（便宜上、「端末装置２００」と呼ぶ）であるケースを説明する。

また、基地局装置１００と端末装置２００とは、最初の接続において（リンクの確立において）、図１Ａ〜図１Ｄおよび図２に示した従来技術と同様のＢＦＴを実施する。その後、２回目以降の定期的なＢＦＴの代わりに、以下に説明する本実施の形態１におけるＢＦＴ動作を実施する。また、以下に説明する本実施の形態１におけるＢＦＴ動作は、ｋ回目（ｋは２以上の整数）のＢＦＴ動作であるとし、端末装置２００は、ｋ−１回目（つまり、前回）のＢＦＴ動作後のデータ通信において端末装置２００が用いた狭指向性の送信ビーム（以下、前回（ｋ−１回目）の端末装置２００のベストビームと呼ぶ）の情報を保持している。

なお、前回の端末装置２００のベストビームとは、今回のＢＦＴ動作以前に端末装置２００が設定した最良の狭指向性の送信ビームを指す。

図４では、本実施の形態１における一連のＢＦＴ動作は、動作１、動作２、および、動作３を含む。詳細は後述するが、本実施の形態１における一連のＢＦＴ動作では、条件によっては、動作３を省略して、データ通信を開始してもよい。以下、各動作について説明する。

＜動作１＞
動作１は、端末装置２００が今回の基地局装置１００のベストビームを判定する。

動作１において、基地局装置１００は、従来技術（例えば、非特許文献１）と同様に、定期的にビーコンを送信する。基地局装置１００は、狭指向性の送信ビームＴｘｎを、複数のビーム方向に切替えることで、ビーコンを送信する。各ビーム方向の送信ビームＴｘｎを用いて送信されるビーコンは、ビーム方向の識別情報を含む。

端末装置２００は、基地局装置１００から送信されるビーコンの送信間隔が既知であるため、広指向性の受信ビームＲｙｗを用いて基地局装置１００から送信される複数のビーコンを受信する。そして、端末装置２００は、各ビーム方向の受信品質を算出し、基地局装置１００が端末装置２００と通信するための最良のビーム（ベストビーム）を判定する。例えば、端末装置２００は、各ビーム方向の受信品質のうち、最も受信品質の高いビームをベストビームとして判定する。判定したベストビームは、今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビームである。

＜動作２＞
動作２は、動作１において端末装置２００が判定した今回の基地局装置１００のベストビームの情報を基地局装置１００へ通知し、前回のデータ通信において端末装置２００が用いたベストビームを今回のデータ通信に継続して用いることができるか否かを確認する。

動作２において、端末装置２００は、前回（ｋ−１回目）の端末装置２００のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））を用いて、基地局装置１００にフィードバック信号（以下、ＦＢと記載）を送信する。ＦＢには、動作１において判定した今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビームを示すビーム方向情報が格納される。

なお、ＦＢは、例えば、非特許文献１に記載のSector sweep feedback frameを用いても良い。

基地局装置１００は、広指向性の受信ビームＲｘｗを用いて、端末装置１００からＦＢを受信したか否かを判定する。そして、基地局装置１００は、ＦＢを受信できた場合、ＦＢに格納されたビーム方向情報が示す、今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビーム（Ｔｘｎ＿ｉ（ｋ））を、今回のデータ通信に用いるビームとして設定する。そして、基地局装置１００は、設定した今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビーム（Ｔｘｎ＿ｉ（ｋ））を用いて、確認応答（ＡＣＫ：Acknowledgement）を端末装置２００へ送信する。

端末装置２００は、前回のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））を用いてＡＣＫを受信した場合、基地局装置１００と端末装置２００とは、動作３を省略して、データ通信を開始する。

端末装置２００が前回のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））を用いて、基地局装置１００からＡＣＫを受信した場合とは、端末装置２００が前回のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））を用いて送信したＦＢが基地局装置１００に受信され、受信したＡＣＫがデータ通信における受信品質を満たしていることを示す。つまり、端末装置２００は、前回のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））を用いて、基地局装置１００との通信が可能であると確認できるため、トレーニング信号を送受信して端末装置２００のベストビームを再度判定する動作を省略して、データ通信を開始できる。

なお、端末装置２００は、前回のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））を用いてＡＣＫを受信した後、データ通信を省略した場合、端末装置２００は、基地局装置１００から送信される次のビーコンを受信するため（つまり、次の動作１を行うため）、広指向性の受信ビームＲｙｗに設定しても良い。なお、端末装置２００は、ビーコンを受信するタイミングまで、例えば、電源をオフにする、スリープの状態に変更するという動作を行っても良い。

一方で、端末装置２００は、前回のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））を用いてＡＣＫを受信しなかった場合、または、端末装置２００がＡＣＫを受信したが、データ通信における受信品質を満たしていない場合、基地局装置１００と端末装置２００とは、動作３を行う。

端末装置２００が前回のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））を用いてＡＣＫを受信しなかった場合とは、例えば、端末装置２００からのＦＢが基地局装置１００に届かなかったこと、あるいは、端末装置２００が基地局装置１００からのＡＣＫを受信することが困難であった、あるいは、データ通信における受信品質を満たしていないことを示す。つまり、端末装置２００は、前回のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））では、基地局装置１００との通信が困難であると判定し、端末装置２００のベストビームを判定する動作３を行う。

なお、動作２において、端末装置２００の前回のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ−１））が、基地局装置１００とのデータ通信の受信品質を満たしていても、例えば、干渉の影響により、ＦＢが基地局装置１００に届かない場合、あるいは、基地局装置１００からのＡＣＫの受信が困難である場合、基地局装置１００と端末装置２００とは、動作３を行う。

＜動作３＞
動作３は、基地局装置１００が、今回の端末装置２００のベストビームを判定し、判定したベストビームの情報を端末装置２００へ通知する。

動作３において、端末装置２００は、狭指向性の送信ビームＴｙｎを、複数のビーム方向に切替えて、各ビーム方向の送信ビームＴｙｎを用いてトレーニング信号Ｓｙを基地局装置１００に送信する。トレーニング信号Ｓｙには、動作１において判定した今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビームを示すビーム方向情報が格納される。

なお、トレーニング信号は、ＢＦＴ（Beam Forming Training）パケットと呼ばれても良い。また、トレーニング信号として、非特許文献１に記載のSector sweep frameが用いられても良い。

基地局装置１００は、広指向性の受信ビームＲｘｗを用いて端末装置２００から送信されるトレーニング信号Ｓｙを受信する。基地局装置１００は、各ビーム方向の受信品質を算出し、端末装置２００が基地局装置１００と通信するためのベストビームを判定する。例えば、基地局装置１００は、各ビーム方向の受信品質のうち、最も受信品質の高いビームをベストビームとして判定する。判定したベストビームは、今回（ｋ回目）の端末装置２００のベストビームである。

そして、基地局装置１００は、トレーニング信号Ｓｙに格納されたビーム方向情報が示す、今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビーム（Ｔｘｎ＿ｉ（ｋ））を、今回のデータ通信に用いるビームとして設定する。そして、基地局装置１００は、ＦＢを端末装置２００へ送信する。ＦＢには、今回（ｋ回目）の端末装置２００のベストビームを示すビーム方向情報が格納される。

端末装置２００は、広指向性の受信ビームＲｙｗを用いて、ＦＢを受信する。そして、端末装置２００は、ＦＢに格納されたビーム方向情報が示す、今回（ｋ回目）の端末装置２００のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ））を、今回のデータ通信に用いるビームとして設定する。そして、端末装置２００は、設定した今回（ｋ回目）の端末装置２００のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ））を用いて、ＡＣＫを基地局装置１００へ送信する。

基地局装置１００は、広指向性の受信ビームＲｙｗを用いてＡＣＫを受信した後、基地局装置１００と端末装置２００とは、データ通信を開始する。

なお、動作３において、例えば、干渉の影響により、基地局装置１００がトレーニング信号Ｓｙを受信しない時間が一定時間経過した場合、もしくは、端末装置２００がＦＢを受信しない時間が一定時間経過した場合は、端末装置２００は、再度トレーニング信号Ｓｙを送信しても良いし、基地局装置１００から送信される次のビーコン（つまり、次の動作１）を待っても良い。

また、動作３において、例えば、干渉の影響により、基地局装置１００が、ＡＣＫを受信しない場合は、再度トレーニング信号の送受信を省略して、データ通信を開始しても良い。基地局装置１００、端末装置２００のそれぞれは、ベストビームが確定しているためである。

また、図４におけるＢＦＴ動作では、データ通信を省略する場合、端末装置２００は、広指向性の受信ビームに設定し、次のビーコン送信タイミングまで待機していても良いし、次のビーコン送信タイミングまで、電源をオフにしてもよいし、スリープ状態にしても良い。

以上説明したように、本実施の形態１におけるＢＦＴの一連の動作は、通信に用いるビーム方向を変更する必要が有るか否かという状況に応じて、異なる動作パターンを採る。以下では、基地局装置１００と端末装置２００におけるビーム方向の変更の要否と、動作パターンとの関係について説明する。

図５Ａは、本実施の形態１における動作パターンの一例を示す図である。図５Ｂは、図５Ａに示す動作パターンと、基地局装置１００及び端末装置２００との対応を示す図である。図５Ａは、図４に示した動作１、動作２が順に実行される動作パターン（ａ）と、動作１、動作２、動作３が順に実行される動作パターン（ｂ）とを示す。図５Ｂは、基地局装置１００と端末装置２００とが、それぞれ、通信に用いるビーム方向を変更するか否かという状況と、動作パターン（ａ）および動作パターン（ｂ）との対応関係を示す。

「基地局装置１００が、通信に用いるビーム方向を変更する」とは、例えば、端末装置２００が移動することにより、端末装置２００の位置が変わる場合である。また、「端末装置２００が、通信に用いるビーム方向を変更する」とは、例えば、端末装置２００の姿勢、向きが変わる場合である。

図５Ｂでは、端末装置２００が通信に用いるビーム方向を変更しない場合（端末装置２００のビーム方向変更 無）、基地局装置１００が通信に用いるビーム方向の変更の有無に関わらず、動作パターン（ａ）に示される動作が行われる。動作パターン（ａ）では、動作２まで実施することで、端末装置２００が通信に用いるビーム方向の変更の有無を判断できる。

一方で、端末装置２００が通信に用いるビーム方向を変更する場合（端末装置２００のビーム方向変更 有）、基地局装置１００が通信に用いるビーム方向の変更の有無に関わらず、動作パターン（ｂ）に示される動作が行われ、動作３において、端末装置２００のベストビームが判定される。

次に、本実施の形態１における基地局装置１００のフローについて、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態１における基地局装置１００の処理を示すフローチャートである。図６には、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１２が示されている。

ステップＳ１０１にて、基地局装置１００の通信制御部１０５は、例えば、図２に示したＢＦＴを、端末装置２００との間で実施し、端末装置２００とのリンク接続を確立し、端末装置２００との通信に用いるベストビームを設定する。

ステップＳ１０２にて、基地局装置１００は、狭指向性ビームを切替え、ビーコンを送信する。

通信制御部１０５は、送信処理部１０３にビーコンフレームを送信する指示を出力する。送信処理部１０３は、各ビーコンフレームにビーム番号を付与する。送信処理部１０３は、ビーム制御部１０７による制御に応じて、ビーム番号と対応した狭指向性のビームを用いて、アンテナ部１２１を介して所定の時間間隔でビーコンの送信を行う。

ステップＳ１０３にて、基地局装置１００は、広指向性のビームを用いて、端末装置２００からＦＢを受信したか否かを判定する。

基地局装置１００のビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に広指向性の受信ビームを形成するように指示する。アンテナ部１２１は、広指向性の受信ビームを形成し、端末装置２００からのＦＢの受信を待機する。そして、受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して端末装置２００からＦＢを受信したか否かを判定する。

基地局装置１００が端末装置２００からＦＢを受信しなかった場合（ステップＳ１０３にてＮＯ）、フローは、ステップＳ１０５の処理へ移行する。

基地局装置１００が端末装置２００からＦＢを受信した場合（ステップＳ１０３にてＹＥＳ）、ステップＳ１０４にて、基地局装置１００は、ＦＢに含まれるビーム方向情報が示す今回の基地局装置１００のベストビームを設定する。基地局装置１００は、設定されたベストビームを用いてＡＣＫを送信する。

品質情報取得部１０６は、ＦＢに含まれる基地局装置１００のビーム方向情報を取得し、ビーム制御部１０７に出力する。ビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に対してビーム方向情報が示すベストビームを設定する。通信制御部１０５は、品質情報取得部１０６よりＦＢを取得した後、端末装置２００に対してＡＣＫを送信する指示を送信処理部１０３に出力する。送信処理部１０３は、アンテナ部１２１を介してＡＣＫを送信する。

ステップＳ１０５にて、基地局装置１００は、広指向性のビームを用いて、端末装置２００からトレーニング信号を受信したか否かを判定する。

基地局装置１００のビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に広指向性の受信ビームを形成するように指示する。アンテナ部１２１は、広指向性の受信ビームを形成し、端末装置２００からのトレーニング信号の受信を待機する。受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して端末装置２００からトレーニング信号を受信したか否かを判定する。

基地局装置１００が端末装置２００からトレーニング信号を受信しなかった場合（ステップＳ１０５にてＮＯ）、ステップＳ１１１にて、基地局装置１００は、端末装置２００からのＦＢを規定回数連続して受信しなかったか否かを判別する。端末装置２００が基地局装置１００の通信範囲外に存在するか否かを基地局装置１００が判定するためである。

ステップＳ１１１において、基地局装置１００は、端末装置２００から送信されるＦＢが規定回数以上連続して受信しなかった場合（ステップＳ１１１にてＹＥＳ）、基地局装置１００と端末装置２００とのリンクが切断されたと判定し、基地局装置１００における端末装置２００との処理は終了する。

ステップＳ１１１において、基地局装置１００が端末装置２００からＦＢを規定回数未満で受信した場合（ステップＳ１１１にてＮＯ）、ステップＳ１１２にて、基地局装置１００は、端末装置２００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

基地局装置１００が端末装置２００からトレーニング信号を受信した場合（ステップＳ１０５にてＹＥＳ）、ステップＳ１０６にて、基地局装置１００は、受信したトレーニング信号の受信品質に基づき、今回の端末装置２００のベストビームを判定する。

品質情報取得部１０６は、端末装置２００が送信した各トレーニング信号の受信品質を算出し、受信品質が最も高いビーム番号を判定し、判定したビーム番号を通信制御部１０５に出力する。

ステップＳ１０７にて、基地局装置１００は、トレーニング信号に含まれるビーム方向情報が示す今回の基地局装置１００のベストビームを設定する。そして、基地局装置１００は、ステップＳ１０６にて判定した、今回の端末装置２００のベストビームを示す情報を含むＦＢを送信する。

具体的には、品質情報取得部１０６は、トレーニング信号に含まれる基地局装置１００のビーム方向情報を取得し、ビーム制御部１０７に出力する。ビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に対してビーム方向情報が示すベストビームを設定する。通信制御部１０５は、品質情報取得部１０６より、今回の端末装置２００のベストビームを示すビーム方向情報を取得した後、端末装置２００に対してＦＢを送信する指示を送信処理部１０３に出力する。送信処理部１０３は、アンテナ部１２１を介して端末装置２００のビーム方向情報を含むＦＢを送信する。

ステップＳ１０８にて、基地局装置１００は、広指向性のビームを用いて端末装置２００からＡＣＫを受信したか否かを判定する。

具体的には、基地局装置１００のビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に広指向性の受信ビームを形成するように指示する。アンテナ部１２１は、広指向性の受信ビームを形成し、端末装置２００からのＡＣＫの受信を待機する。そして、受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して端末装置２００からＡＣＫを受信したか否かを判定する。

基地局装置１００がＡＣＫを受信した場合（ステップＳ１０８にてＹＥＳ）、ステップＳ１１２にて、端末装置２００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

基地局装置１００がＡＣＫを受信しなかった場合（ステップＳ１０８にてＮＯ）、ステップＳ１０９にて、端末装置２００からデータ通信のパケットを受信したか否かを判定する。

基地局装置１００は、データ通信のパケットを受信した場合（ステップＳ１０９にてＹＥＳ）、ステップＳ１１２にて、端末装置２００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

基地局装置１００は、データ通信のパケットを受信しなかった場合（ステップＳ１０９にてＮＯ）、Ｓ１１０にて、次のビーコン送信タイミングに達したか否かを判定する。

基地局装置１００が、ビーコン送信タイミングに達したと判定した場合（ステップＳ１１０にてＹＥＳ）、フローは、ステップＳ１０２の処理へ戻る。基地局装置１００が、ビーコン送信タイミングに達していないと判定した場合（ステップＳ１１０にてＮＯ）、フローはステップＳ１０５の処理へ戻る。

なお、上述したステップＳ１１２にて、基地局装置１００は、端末装置２００とのデータ通信を行わない場合、次のビーコン送信タイミングまで待機していても良い。

次に、本実施の形態１における端末装置２００のフローについて、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態１における端末装置２００の処理を示すフローチャートである。図７には、ステップＳ２０１〜ステップＳ２１３が示されている。

ステップＳ２０１にて、端末装置２００の通信制御部１０５は、例えば、図２に示したようなＢＦＴを、基地局装置１００との間で実施し、基地局装置１００とのリンク接続を確立し、基地局装置１００との通信に用いるベストビームを設定する。

ステップＳ２０２にて、端末装置２００は、広い指向性のビームを用いて基地局装置１００からビーコンを受信したか否かを判定する。

端末装置２００のビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に広指向性の受信ビームを形成するように指示する。アンテナ部１２１は、広指向性の受信ビームを形成し、基地局装置１００からのビーコンの受信を待機する。そして、受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して基地局装置１００からビーコンを受信したか否かを判定する。

端末装置２００が基地局装置１００からビーコンを受信しなかった場合（ステップＳ２０２にてＮＯ）、端末装置２００が基地局装置１００の通信範囲外にいる可能性が高い。そのため、ステップＳ２１３にて、端末装置２００は、規定回数以上、連続してビーコンを受信しなかったか否かを判定する。

端末装置２００は、基地局装置１００からのビーコンの未受信連続回数が規定回数未満であると判定した場合（ステップＳ２１３にてＮＯ）、フローは、ステップＳ２０２の処理に戻る。

端末装置２００は、基地局装置１００からのビーコンの未受信連続回数が規定回数以上であると判定した場合（ステップＳ２１３にてＹＥＳ）、端末装置２００が基地局装置１００の接続範囲外に移動したと判断し、端末装置２００における基地局装置１００との処理は終了する。

端末装置２００が基地局装置１００からビーコンを受信した場合（ステップＳ２０２にてＹＥＳ）、ステップＳ２０３にて、端末装置２００は、受信したビーコンの受信品質に基づき、今回の基地局装置１００のベストビームを判定する。

品質情報取得部１０６は、基地局装置１００が送信したビーコンの受信品質を算出し、受信品質が最も高いビーム番号を判定し、判定したビーム番号を通信制御部１０５に出力する。

ステップＳ２０４にて、端末装置２００は、前回のベストビームを用いて、ステップＳ２０３にて判定した、今回の基地局装置１００のベストビームを示す情報を含むＦＢを送信する。

通信制御部１０５は、品質情報部１０６より、今回の基地局装置１００のベストビームを示すビーム方向情報を取得した後、今回の基地局装置１００のベストビームを示すビーム方向情報を含むＦＢを送信する指示を送信処理部１０３に出力する。また、通信制御部１０５は、ＦＢを送信する指示をビーム制御部１０７に出力した後、ビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に、前回通信を行っていた狭指向性の送信ビーム（つまり、前回のベストビーム）を形成するように指示する。アンテナ部１２１は、前回通信を行っていた狭指向性の送信ビームを形成する。そして、送信処理部１０３は、アンテナ部１２１を介してＦＢを送信する。

ステップＳ２０５にて、端末装置２００は、前回のベストビームを用いて、基地局装置１００からＡＣＫを受信したか否かを判定する。ステップＳ２０５にて、端末装置２００は、基地局装置１００からＡＣＫを受信したと判定した場合には、受信したＡＣＫがデータ通信における受信品質を満たしているか否かを判定する。

具体的には、ビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に前回のデータ通信に用いた狭指向性の受信ビームを形成するように指示する。アンテナ部１２１は、前回のデータ通信に用いた狭指向性の受信ビームを形成し、基地局装置１００からのＡＣＫの受信を待機する。受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して基地局装置１００が送信したＡＣＫを受信したか否かを判定する。端末装置２００は、基地局装置１００からＡＣＫを受信した場合は、端末装置２００の品質情報取得部１０６にて受信品質を取得し、端末装置２００の通信制御部１０５は、受信したＡＣＫがデータ通信における受信品質を満たすか否かを判定する。

端末装置２００は、基地局装置１００からＡＣＫを受信し、受信したＡＣＫがデータ通信における受信品質を満たす場合（ステップＳ２０５にてＹＥＳ）、ステップＳ２１２にて、端末装置２００は、基地局装置１００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

一定期間の間、端末装置２００が、基地局装置１００からＡＣＫを受信しなかった場合、または、端末装置２００が受信したＡＣＫがデータ通信における受信品質を満たさない場合（ステップＳ２０５にてＮＯ）、ステップＳ２０６にて、端末装置２００は、狭指向性ビームに切替え、ステップＳ２０３にて判定した、今回の基地局装置１００のベストビームを示す情報を含むトレーニング信号を送信する。

具体的には、通信制御部１０５は、送信処理部１０３にトレーニング信号を送信する指示を出力する。通信制御部１０５は、品質情報部１０６より、今回の基地局装置１００のベストビームを示すビーム方向情報を取得し、送信処理部１０３へ出力する。送信処理部１０３は、ビーム方向情報を含む各トレーニング信号にビーム番号を付与する。送信処理部１０３は、ビーム制御部１０７による制御に応じて、ビーム番号と対応した狭指向性のビームを用いて、アンテナ部１２１を介して定期的にトレーニング信号の送信を行う。

次に、ステップＳ２０７にて、端末装置２００は、広指向性のビームを用いて基地局装置１００からＦＢを受信したか否かを判定する。

具体的には、端末装置２００のビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に広指向性の受信ビームを形成するように指示する。アンテナ部１２１は、広指向性の受信ビームを形成し、基地局装置１００からのＦＢの受信を待機する。受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して基地局装置１００からＦＢを受信したか否かを判定する。

端末装置２００が基地局装置１００からＦＢを受信した場合（ステップＳ２０７にてＹＥＳ）、ステップＳ２１１にて、端末装置２００は、ＦＢに含まれるビーム方向情報が示す今回の端末装置２００のベストビームを設定する。端末装置２００は、設定したベストビームを用いてＡＣＫを送信する。

具体的には、品質情報取得部１０６は、ＦＢに含まれる端末装置２００のビーム方向情報を取得し、ビーム制御部１０７に出力する。ビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に対してビーム方向情報が示すベストビームを設定する。通信制御部１０５は、品質情報取得部１０６よりＦＢを取得した後、端末装置２００に対してＡＣＫを送信する指示を送信処理部１０３に出力する。送信処理部１０３は、設定したベストビームを用いてアンテナ部１２１を介してＡＣＫを送信する。

ステップＳ２１２にて、端末装置２００は、基地局装置１００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

端末装置２００が基地局装置１００からＦＢを受信しなかった場合（ステップＳ２０７にてＮＯ）、ステップＳ２０８にて、端末装置２００は、ステップＳ２０６、ステップＳ２０７の処理をＮ回繰り返したか否かを判定する。

ステップＳ２０６、ステップＳ２０７の処理をＮ回繰り返していない場合（ステップＳ２０８にてＮＯ）、ステップＳ２０９にて、端末装置２００は、次のビーコン送信タイミングに達したか否かを判定する。

次のビーコン送信タイミングに達していない場合（ステップＳ２０９にてＮＯ）、ステップＳ２０６の処理へ戻る。

ステップＳ２０６、ステップＳ２０７の処理をＮ回繰り返した場合（ステップＳ２０８にてＹＥＳ）、または、次のビーコン送信タイミングに達した場合（ステップＳ２０９にてＹＥＳ）、フローは、ステップＳ２０２の処理へ戻る。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、端末装置２００のビーム方向を変更しない場合に、端末装置２００は、端末装置２００のベストビームを判定するためのトレーニング信号（Ｓｙ）を基地局装置１００に対して送信することを省略して、基地局装置１００と最低限の制御パケットをやり取り（図４の動作２）し、基地局装置１００と端末装置２００との間でのデータ通信を開始できる。この構成により、トレーニング信号の送受信回数が削減できるため、通信スループットの低下を抑えることができる。

また、本実施の形態１によれば、基地局装置１００のベストビームを判定するためのトレーニング信号を送信する代わりに、基地局装置１００は、定期的に送信するビーコンを用いることができる。この構成により、トレーニング信号の送受信回数が更に削減できるため、通信スループットの低下を抑えることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２では、２回目以降のＢＦＴ動作において、２つのＢＦＴ動作（第１のＢＦＴ動作および第２のＢＦＴ動作）が連動することにより、更にスループットの低下を抑えることができる例について説明する。

なお、本実施の形態２に係る無線通信装置の構成は、図３に示した実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成と同様のため、詳細な説明は省略する。

本実施の形態２における、無線通信装置１００と無線通信装置２００の一連の動作について、図８Ａ、図８Ｂを参照して説明する。

図８Ａ、図８Ｂは、本実施の形態２における一連の動作の一例を示すシーケンス図である。図８ＡでのＢＦＴ動作は、本実施の形態２における第１のＢＦＴ動作であり、図８ＢでのＢＦＴ動作は、図８Ａでの第１のＢＦＴ動作の後に実施される第２のＢＦＴ動作である。なお、以下の説明では、無線通信装置１００が基地局装置（便宜上、「基地局装置１００」と呼ぶ）であり、無線通信装置２００が端末装置（便宜上、「端末装置２００」と呼ぶ）であるケースを説明する。

また、基地局装置１００と端末装置２００とは、最初の接続において（リンクの確立において）、図１Ａ〜図１Ｄおよび図２に示した従来技術と同様のＢＦＴを実施する。その後、２回目以降の定期的なＢＦＴの代わりに、以下に説明する本実施の形態２におけるＢＦＴ動作を実施する。以下では、説明の便宜上、図８Ａでの第１のＢＦＴ動作は、ｋ回目（ｋは２以上の整数）のＢＦＴ動作であり、図８Ｂでの第２のＢＦＴ動作は、ｋ＋１回目のＢＦＴ動作である。なお、図８Ａ、図８Ｂのどちらを先に実行しても構わない。その場合は、先に実行するＢＦＴが第１のＢＦＴ動作（ｋ回目のＢＦＴ動作）となる。そして、基地局装置１００、端末装置２００は、それぞれ、前回のベストビームの情報を保持している。

図８Ａでの第１のＢＦＴ動作は、動作１ａ、動作２、および、動作３を含む。詳細は後述するが、本実施の形態２における第１のＢＦＴ動作では、条件によっては、動作３、または、動作２と動作３を省略して、データ通信を開始することができる。

また、図８Ｂでの第２のＢＦＴ動作は、動作４および動作５を含む。詳細は後述するが、本実施の形態２における第２のＢＦＴ動作では、条件によっては、動作５を省略して、データ通信を開始することができる。

はじめに、図８Ａに示す第１のＢＦＴ動作について説明する。第１のＢＦＴ動作の動作１ａは、図４に示した実施の形態１におけるＢＦＴ動作の動作１と異なる。

＜動作１ａ＞
動作１ａは、端末装置２００が今回の基地局装置１００のベストビームを判定し、前回のデータ通信において基地局装置１００が用いたベストビームを今回のデータ通信に継続して用いることができるか否かを確認する。

動作１ａにおいて、基地局装置１００は、従来技術（例えば、非特許文献１）と同様に、定期的にビーコンを送信する。本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、ビーコンを利用する。基地局装置１００は、狭指向性の送信ビームＴｘｎを、複数のビーム方向に切替えて、各ビーム方向の送信ビームＴｘｎを用いてビーコンを送信する。各ビーム方向の送信ビームＴｘｎを用いて送信されるビーコンには、ビーム方向の識別情報が含まれる。

端末装置２００は、基地局装置１００から送信されるビーコンの送信間隔が既知であるため、広指向性の受信ビームＲｙｗを用いて基地局装置１００から送信される複数のビーコンを受信する。そして、端末装置２００は、各ビーム方向の受信品質を算出し、基地局装置１００が端末装置２００と通信するための最良のビーム（ベストビーム）を判定する。例えば、端末装置２００は、各ビーム方向の受信品質のうち、最も受信品質の高いビームをベストビームとして判定する。判定したベストビームは、今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビームである。

端末装置２００は、今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビームと、前回（ｋ−１回目）の基地局装置１００のベストビームとを比較する。

比較の結果、今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビームと、前回（ｋ−１回目）の基地局装置１００のベストビームとが、同一である場合、基地局装置１００と端末装置２００とは、動作２および動作３を省略して、データ通信を開始する。

比較の結果、今回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビームと、前回（ｋ−１回目）の基地局装置１００のベストビームとが、同一では無い場合、基地局装置１００と端末装置２００とは、動作２を実行する。

第１のＢＦＴ動作の動作２および動作３は、図４に示した実施の形態１におけるＢＦＴ動作の動作２および動作３と同様であるので、詳細な説明は省略する。

次に、図８Ｂに示す第２のＢＦＴ動作に含まれる動作４および動作５について説明する。

＜動作４＞
動作４は、前回のデータ通信において端末装置２００が用いたベストビームを今回のデータ通信に継続して用いるか否かを確認する。

動作４において、基地局装置１００は、動作１ａと同様に、ビーコンを送信する。

端末装置２００は、前回（つまり、ｋ回目）の端末装置２００のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ））を用いて、基地局装置１００から送信される複数のビーコンを受信する。そして、端末装置２００は、受信した複数のビーコンのうち、基地局装置１００が前回の基地局装置１００のベストビームを用いて送信したビーコンの受信品質を算出し、データ通信における受信品質を満たすか否かを、所定の閾値と比較する。

なお、前回の基地局装置１００のベストビームとは、今回のＢＦＴ動作以前に基地局装置１００が設定した最良の狭指向性の送信ビームを指す。

端末装置２００は、算出した受信品質が閾値以上の場合、前回の端末装置２００のベストビームを用いて基地局装置１００との通信を継続すると判定する。前回の端末装置２００のベストビームを用いて基地局装置１００との通信を継続する場合、端末装置２００と基地局装置１００とは、動作５を省略して、データ通信を開始する。

端末装置２００は、算出した受信品質が閾値未満の場合、前回の端末装置２００のベストビームを用いて基地局装置１００との通信を継続しない判定する。前回の端末装置２００のベストビームを用いて基地局装置１００との通信を継続しない場合、端末装置２００は、今回（つまり、ｋ＋１回目）の端末装置２００のベストビームを判定するために、動作５を実行する。

＜動作５＞
動作５は、基地局装置１００が、今回の端末装置２００のベストビームを判定し、判定したベストビームの情報を端末装置２００へ通知する。

動作５において、端末装置２００は、狭指向性の送信ビームＴｙｎを、複数のビーム方向に切替えて、各ビーム方向の送信ビームＴｙｎを用いてトレーニング信号Ｓｙを送信する。

基地局装置１００は、広指向性の受信ビームＲｘｗを用いて端末装置２００から送信されるトレーニング信号Ｓｙを受信する。基地局装置１００は、各ビーム方向の受信品質を算出し、端末装置２００が基地局装置１００との通信に用いるベストビームを判定する。例えば、基地局装置１００は、各ビーム方向の受信品質のうち、最も受信品質の高いビームをベストビームとして判定する。判定したベストビームは、今回（ｋ＋１回目）の端末装置２００のベストビームである。

そして、基地局装置１００は、前回（ｋ回目）の基地局装置１００のベストビーム（Ｔｘｎ＿ｉ（ｋ））を設定する。そして、基地局装置１００は、ＦＢを端末装置２００へ送信する。ＦＢには、今回（ｋ＋１回目）の端末装置２００のベストビームを示すビーム方向情報が格納される。

端末装置２００は、広指向性の受信ビームＲｙｗを用いて、基地局装置１００からＦＢを受信する。そして、端末装置２００は、ＦＢに格納されたビーム方向情報が示す、今回（ｋ＋１回目）の端末装置２００のベストビーム（Ｔｙｎ＿ｊ（ｋ＋１））を設定する。そして、端末装置２００は、ＡＣＫを基地局装置１００へ送信する。

基地局装置１００は、広指向性の受信ビームＲｙｗを用いてＡＣＫを受信した場合、基地局装置１００と端末装置２００とは、データ通信を開始する。

なお、動作３において、例えば、干渉の影響により、基地局装置１００がトレーニング信号Ｓｙを受信しない時間が一定時間経過した場合、もしくは、端末装置２００がＦＢを受信しない時間が一定時間経過した場合は、端末装置２００は、再度トレーニング信号Ｓｙを送信しても良いし、基地局装置１００から送信される次のビーコン（つまり、動作４）を待っても良い。同様に、動作５において、例えば、干渉の影響により、基地局装置１００がトレーニング信号Ｓｙを受信しない時間が一定時間経過した場合、もしくは、端末装置２００がＦＢを受信しない時間が一定時間経過した場合は、端末装置２００は、再度トレーニング信号Ｓｙを送信しても良いし、基地局装置１００から送信される次のビーコン（つまり、次の動作１ａ）を待っても良い。

なお、図８Ａ、図８Ｂに示したＢＦＴ動作において、データ通信を省略する場合、端末装置２００は、広指向性の受信ビームに設定し、次のビーコン送信タイミングまで待機していても良いし、次のビーコン送信タイミングまで、電源をオフにする、または、スリープ状態にしても良い。

以上説明したように、本実施の形態２におけるＢＦＴの一連の動作は、通信に用いるビーム方向を変更するか否かを判断する状況に応じて、異なる動作パターンを採る。以下では、基地局装置１００と端末装置２００におけるビーム方向の変更の要否と、動作パターンとの関係について説明する。

図９Ａは、本実施の形態２における動作パターンを示す図である。図９Ａには、図８Ａ、図８Ｂに示した動作１ａ〜動作５の組み合わせにより表される動作パターン（ａ）〜動作パターン（ｆ）が示される。図９Ｂは、図９Ａに示す動作パターンと、基地局装置１００、端末装置２００、及びリンク切断のタイミングとの対応を示す図である。

図９Ｂにおいて、基地局装置１００及び端末装置２００が、通信に用いるビーム方向を変更しない場合、動作パターン（ａ）を実行する。動作パターン（ａ）は、基地局装置１００及び端末装置２００は、ビーム方向を変更しないため、基地局装置１００及び端末装置２００の間のリンクが切断されずに、通信が継続される。

基地局装置１００が通信に用いるビーム方向を変更し、端末装置２００が通信に用いるビーム方向を変更しない場合、動作パターン（ｂ）を実行する。動作パターン（ｂ）は、第１のＢＦＴ動作と第２のＢＦＴ動作が行われた後、動作１ａ以前に基地局装置１００がベストビームを変更し、基地局装置１００及び端末装置２００の間のリンクが切断される場合に実行される。なお、動作１ａ後にリンクが切断した場合は、動作１ａ後の動作２が実施されるまでリンク接続を待機する。また、「動作１ａ以前」は、動作４の終了後で且つ動作１ａ以前に限定されるものではなく、例えば、動作１ａの終了後で且つ動作２以前、動作２の最中、動作２の終了後で且つ動作４以前、及び動作４の最中、を含んでいる。

基地局装置１００が通信に用いるビーム方向を変更せず、端末装置２００が通信に用いるビーム方向を変更する場合、動作パターン（ｃ）を実行する。動作パターン（ｃ）は、第１のＢＦＴ動作と第２のＢＦＴ動作が行われた後、動作１ａ以前に端末装置２００がベストビームを変更し、基地局装置１００及び端末装置２００の間のリンクが切断される場合に実行される。なお、動作４後にリンクが切断した場合は、動作５が実施されるまでリンク接続を待機する。また、「動作４以前」は、動作１ａの終了後で且つ動作４以前に限定されるものではなく、例えば、動作４の終了後で且つ動作５以前、動作５の最中、動作５の終了後で且つ動作１ａ以前、及び動作１ａの最中、を含んでいる。

基地局装置１００が通信に用いるビーム方向を変更し、かつ、端末装置２００が通信に用いるビーム方向を変更する場合、動作パターン（ｄ）、動作パターン（ｅ）、及び、動作パターン（ｆ）に示される動作のうちいずれか１つを実行する。

動作パターン（ｄ）は、動作１ａ以前で基地局装置１００がベストビームを変更し、かつ、動作４以前で端末装置２００がベストビームを変更し、基地局装置１００及び端末装置２００の間のリンクが切断される場合に実行する。動作パターン（ｅ）は、動作１ａ以前で基地局装置１００及び端末装置２００がベストビームを変更し、基地局装置１００及び端末装置２００の間のリンクが切断される場合に実行する。動作パターン（ｆ）は、動作１ａ以前で基地局装置１００及び端末装置２００がベストビームを変更し、かつ、動作４以前で端末装置２００がベストビームを変更し、基地局装置１００及び端末装置２００の間のリンクが切断される場合に実行する。

なお、図９Ｂに示す対応関係は、あくまで一例である。例えば、端末装置２００の位置が変わるタイミング、端末装置２００が移動するタイミング、あるいは、基地局装置１００と端末装置２００との間の通信環境によって、動作パターンは変更される。例えば、基地局装置１００と端末装置２００とが、通信に用いるビーム方向を変更しない場合であっても、基地局装置１００と端末装置２００との間で、例えば、干渉の影響により、信号（ＦＢ、ＡＣＫ等）の送受信が困難である場合には、動作パターン（ａ）以外の動作を採ってもよい。

次に、本実施の形態２における基地局装置１００のフローについて、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態２における基地局装置１００の処理を示すフローチャートである。なお、図１０のステップＳ１０１からステップＳ１１０までの処理、および、ステップＳ１１２の処理は図６と同様の処理ではあるため、同一の符番を付し、説明を省略する。

まず、図１０において、図６のステップＳ１１１の処理に代えてステップＳ１１５の処理を行う。ステップＳ１１５では、データ通信開始（ステップＳ１１２）後、基地局装置１００は、後述するステップＳ３１０も含め規定回数連続してデータ通信が失敗したか否かの判定し、データ通信に適した状況か否かの判定を行う。

具体的には、通信制御部１０５は、送信処理部１０３に通信パケットを送信する指示を出力する。送信処理部１０５は、ビーム制御部１０７に指向性ビームを形成するように指示し、アンテナ部１２１を介してデータ通信パケットを送信する。基地局装置１００は、端末装置２００からのデータ通信パケットの受信を待機する。

ステップＳ１１５にて、基地局装置１００は、アンテナ部１２１を介して、端末装置２００からのデータ通信パケットを受信処理部１０４が受信したか否かに基づいて、通信制御部１０５はデータ通信に適した状況か否かの判定を行う。

基地局装置１００が端末装置２００からデータ通信パケットを規定回数連続して受信しなかった場合（ステップＳ１１５にてＹＥＳ）、基地局装置１００における端末装置２００との処理は終了する。

基地局装置１００が端末装置２００からデータ通信パケットを受信した場合（ステップＳ１１５にてＮＯ）、基地局装置１００は、次のビーコン送信タイミングまでデータ通信を継続した後、ステップＳ３０１の処理に移行する。

次に、図１０では、図６に示したステップＳ１１０の処理の後、または、図１０において追加されたステップＳ１１５の処理の後に、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０９が追加される。つまり、図６では、次のビーコン送信タイミングに達した場合（ステップＳ１１０にてＹＥＳ）、または、次のビーコン送信タイミングまでデータ通信を行った後（ステップＳ１１２の処理の後）に、ステップＳ１０２の処理（図４における動作１）へ戻っていた。図１０では、ステップＳ３０１の処理（図８Ｂにおける動作４）へ移行する。

ステップＳ３０１にて、基地局装置１００は、ステップＳ１０２と同様に、狭指向性ビームを切替え、ビーコンを送信する。

具体的には、通信制御部１０５は、送信処理部１０３にビーコンフレームを送信する指示を出力する。送信処理部１０３は、各ビーコンフレームにビーム番号を付与する。そして、送信処理部１０３は、ビーム制御部１０７と連動して、そのビーム番号と対応した狭指向性のビームを用いて、アンテナ部１２１を介して定期的にビーコンの送信を行う。

ステップＳ３０２にて、基地局装置１００は、広指向性のビームを用いて、端末装置２００からトレーニング信号を受信したか否かを判定する。

具体的には、基地局装置１００のビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に広指向性の受信ビームを形成するように指示する。アンテナ部１２１は、広指向性の受信ビームを形成し、端末装置２００からのトレーニング信号の受信を待機する。そして、受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して端末装置２００からトレーニング信号を受信したか否かを判定する。

基地局装置１００が端末装置２００からトレーニング信号を受信しない場合（ステップＳ３０２にてＮＯ）、ステップＳ３０９にて、基地局装置１００は、端末装置２００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

基地局装置１００が端末装置２００からトレーニング信号を受信した場合（ステップＳ３０２にてＹＥＳ）、ステップＳ３０３にて、基地局装置１００は、受信したトレーニング信号の受信品質に基づき、今回の端末装置２００のベストビームを判定する。

品質情報取得部１０６は、端末装置２００が送信した各トレーニング信号の受信品質を算出し、受信品質が最も高いビーム番号を判定し、判定したビーム番号を通信制御部１０５に出力する。

そして、ステップＳ３０４にて、基地局装置１００は、前回の基地局装置１００のベストビームを設定する。そして、基地局装置１００は、Ｓ３０３にて判定した、今回の端末装置２００のベストビームを示す情報を含むＦＢを送信する。

具体的には、通信制御部１０５は、品質情報部１０６より、今回の端末装置２００のベストビームを示すビーム方向情報を取得した後、今回の端末装置２００のベストビームを示すビーム方向情報を含むＦＢを送信する指示を送信処理部１０３に出力する。また、通信制御部１０５は、ＦＢを送信する指示をビーム制御部１０７に出力した後、ビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に、前回通信を行っていた狭指向性の送信ビーム（つまり、前回のベストビーム）を形成するように指示する。アンテナ部１２１は、前回のデータ通信に用いた狭指向性の送信ビームを形成する。そして、送信処理部１０３は、アンテナ部１２１を介してＦＢを送信する。

ステップＳ３０５にて、基地局装置１００は、広指向性のビームを用いて端末装置２００からＡＣＫを受信したか否かを判定する。

具体的には、基地局装置１００のビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に広指向性の受信ビームを形成するように指示する。アンテナ部１２１は、広指向性の受信ビームを形成し、端末装置２００からのＡＣＫの受信を待機する。受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して端末装置２００からＡＣＫを受信したか否かを判定する。

基地局装置１００が端末装置２００からＡＣＫを受信した場合（ステップＳ３０５にてＹＥＳ）、ステップＳ３０９にて、基地局装置１００は、端末装置２００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

基地局装置１００が端末装置２００からＡＣＫを受信しない場合（ステップＳ３０５にてＮＯ）、ステップＳ３０６にて、基地局装置１００は、端末装置２００からデータ通信のパケットを受信したか否かを判定する。

基地局装置１００が端末装置２００からデータ通信のパケットを受信した場合（ステップＳ３０６にてＹＥＳ）、ステップＳ３０９にて、基地局装置１００は、端末装置２００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

基地局装置１００が端末装置２００からデータ通信のパケットを受信しない場合（ステップＳ３０６にてＮＯ）、ステップＳ３０７にて、基地局装置１００は、次のビーコン送信タイミングに達したか否かを判定する。

基地局装置１００が次のビーコン送信タイミングに達したと判定した場合（ステップＳ３０７にてＹＥＳ）、ステップＳ１０２の処理へ戻る。基地局装置１００が次のビーコン送信タイミングに達していないと判定した場合（ステップＳ３０７にてＮＯ）、ステップＳ３０２の処理へ戻る。

ステップＳ３１０では、データ通信開始（ステップＳ３０９）後、ステップＳ１１５を含め、規定回数連続してデータ通信が失敗したか否かの判定を基地局装置１００が実施し、データ通信に適した状況か否かの判定を行う。

具体的には、通信制御部１０５は、送信処理部１０３に通信パケットを送信する指示を出力する。送信処理部１０５は、ビーム制御部１０７に指向性のビームを形成するように指示し、アンテナ部１２１を介してデータ通信パケットを送信する。端末装置２００からのデータ通信パケットの受信を待機する。その後、基地局装置１００はアンテナ部１２１を介して、端末装置２００からのデータ通信パケットを受信処理部１０４が受信したか否かに基づいて、通信制御部１０５はデータ通信に適した状態か否かの判定を行う。

基地局装置１００が端末装置２００からデータ通信パケットを規定回数連続して受信しなかった場合（ステップＳ３１０にてＹＥＳ）、基地局装置１００における端末装置２００との処理は終了する。

基地局装置１００が端末装置２００からデータ通信パケットを受信した場合（ステップＳ３１０にてＮＯ）、基地局装置１００は、次のビーコン送信タイミングまでデータ通信を継続した後、ステップＳ１０２の処理に移行する。

なお、上述したステップＳ３０２にて、基地局装置１００は、端末装置２００とのデータ通信を省略する場合、次のビーコン送信タイミングまで待機していても良い。

次に、本実施の形態２における端末装置２００のフローについて、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態２における端末装置２００の処理を示すフローチャートである。なお、図１１において、図７と同様の処理については、同一の符番を付し、説明を省略する。

図１１では、図７に示したステップＳ２０３の処理とステップＳ２０４の処理の間に、ステップＳ４０１の処理が追加される。

そして、図７に示したステップＳ２０８の処理の後、または、ステップＳ２０９の処理の後、または、ステップＳ２１２の処理の後、またはステップＳ２１３の処理の後に、ステップＳ４０２〜ステップＳ４１０が追加される。つまり、図７では、ステップＳ２０６、ステップＳ２０７の処理をＮ回繰り返した場合（ステップＳ２０８にてＹＥＳ）、または、次のビーコン送信タイミングに達した場合（ステップＳ２０９にてＹＥＳ）、または、次のビーコン送信タイミングまでデータ通信を行った後（ステップＳ２１２の処理の後）、または、基地局装置１００からのビーコンの未受信連続回数が規定回数未満であると判定した場合（ステップＳ２１３にてＮＯ）に、ステップＳ２０２の処理（図４における動作１）へ戻っていたが、図１１では、ステップＳ４０２の処理（図８Ｂにおける動作４）へ移行する。

以下、ステップＳ４０１〜ステップＳ４１０の処理について説明する。

ステップＳ４０１にて、端末装置２００は、ステップＳ２０３にて判定した、今回の基地局装置１００のベストビームと、前回の基地局装置１００のベストビームとを比較し、基地局装置１００のベストビームに変更するか否かを判定する。

ここで、端末装置２００は、基地局装置１００のベストビームが決定される度に、基地局装置１００のベストビームを端末装置２００の情報格納部１０８に記憶する。そして、動作１ａ（図８Ａ参照）において、端末装置２００が、今回の基地局装置１００のベストビームと、端末装置２００の情報格納部に記憶されている前回の基地局装置１００のベストビームと、が同一であると判定した場合、端末装置２００は、前回と同様にして、基地局装置１００と通信を行うことができるため、動作２および動作３（図８Ａ参照）を省略して、データ通信を開始する。

一方、基地局装置１００のベストビームを変更する場合（ステップＳ４０１にてＹＥＳ）、ステップＳ２０４の処理へ移行する。基地局装置１００のベストビームを変更しない場合（ステップＳ４０１にてＮＯ）、ステップＳ２１２の処理へ移行する。

ステップＳ４０２にて、端末装置２００は、前回のベストビームを用いて、基地局装置１００からビーコンを受信したか否かを判定する。

具体的には、端末装置２００のビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に前回のデータ通信に用いた狭指向性の送信ビーム（つまり、前回のベストビーム）を形成するように指示する。アンテナ部１２１は、前回のデータ通信に用いた狭指向性の送信ビームを形成し、基地局装置１００からのビーコンの受信を待機する。受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して基地局装置１００からビーコンを受信したか否かを判定する。

端末装置２００が基地局装置１００からビーコンを受信しない場合（ステップＳ４０２にてＮＯ）、フローは、ステップＳ２０２の処理へ移行する。

端末装置２００が基地局装置１００からビーコンを受信する場合（ステップＳ４０２にてＹＥＳ）、ステップＳ４０３にて、端末装置２００は、前回のベストビームを用いて、データ通信を継続するか否かを判定する。

具体的には、品質情報取得部１０６は、基地局装置１００が送信した各ビーコンの受信品質を算出する。品質情報取得部１０６は、算出した受信品質を通信制御部１０５へ出力する。通信制御部１０５は、情報格納部１０８より基地局装置１００が設定している現在のビーム方向の情報を取得し、取得したビーム方向の受信品質を算出し、データ通信における受信品質を満たすか否かを、所定の閾値と比較する。そして、通信制御部１０５は、受信品質が閾値以上の場合、データ通信を継続すると判定し、受信品質が閾値未満の場合、データ通信を継続しないと判定する。

端末装置２００が、前回のベストビームを用いて、データ通信を継続すると判定した場合（ステップＳ４０３にてＹＥＳ）、ステップＳ４１０にて、端末装置２００は、基地局装置１００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

端末装置２００が、前回のベストビームを用いて、データ通信を継続しないと判定した場合（ステップＳ４０３にてＮＯ）、端末装置２００は、狭指向性ビームを切替え、トレーニング信号を送信する。

具体的には、通信制御部１０５は、送信処理部１０３にトレーニング信号を送信する指示を出力する。送信処理部１０３は、ビーム方向情報を含む各トレーニング信号にビーム番号を付与する。そして、送信処理部１０３は、ビーム制御部１０７による制御に応じて、ビーム番号と対応した狭指向性のビームを用いて、アンテナ部１２１を介して定期的にトレーニング信号の送信を行う。

ステップＳ４０５にて、端末装置２００は、広指向性のビームを用いて基地局装置１００からＦＢを受信したか否かを判定する。

具体的には、端末装置２００のビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に広指向性の受信ビームを形成するように指示する。アンテナ部１２１は、広指向性の受信ビームを形成し、基地局装置１００からのＦＢの受信を待機する。受信処理部１０４は、アンテナ部１２１を介して基地局装置１００からＦＢを受信したか否かを判定する。

端末装置２００が基地局装置１００からＦＢを受信した場合（ステップＳ４０５にてＹＥＳ）、ステップＳ４０９にて、端末装置２００は、ＦＢに含まれるビーム方向情報が示す今回の端末装置２００のベストビームを設定する。そして、端末装置２００は、設定したベストビームを用いて基地局装置１００にＡＣＫを送信する。

具体的には、品質情報取得部１０６は、ＦＢに含まれる端末装置２００のビーム方向情報を取得し、ビーム制御部１０７に出力する。ビーム制御部１０７は、アンテナ部１２１に対してビーム方向情報が示すベストビームを設定する。通信制御部１０５は、品質情報取得部１０６よりＦＢを取得した後、端末装置２００に対してＡＣＫを送信する指示を送信処理部１０３に出力する。送信処理部１０３は、アンテナ部１２１を介してＡＣＫを送信する。

ステップＳ４０９の処理の後、ステップＳ４１０にて、端末装置２００は、基地局装置１００とのデータ通信を開始する。データ通信は、次のビーコン送信タイミングまで行われる。

端末装置２００が基地局装置１００からＦＢを受信しない場合（ステップＳ４０５にてＮＯ）、ステップＳ４０６にて、端末装置２００は、ステップＳ４０４、ステップＳ４０５の処理をＮ回繰り返したか否かを判定する。

ステップＳ４０４、ステップＳ４０５の処理をＮ回繰り返していない場合（ステップＳ４０６にてＮＯ）、ステップＳ４０７にて、端末装置２００は、次のビーコン送信タイミングに達したか否かを判定する。

次のビーコン送信タイミングに達していない場合（ステップＳ４０７にてＮＯ）、ステップＳ４０４の処理に戻る。

ステップＳ４０４、ステップＳ４０５の処理をＮ回繰り返した場合（ステップＳ４０６にてＹＥＳ）、または、次のビーコン送信タイミングに達した場合（ステップＳ４０７にてＹＥＳ）、ステップＳ２０２の処理へ戻る。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、端末装置２００のビーム方向を変更しない場合、端末装置２００は、端末装置２００のベストビームを判定するためのトレーニング信号を基地局装置１００に対しての送信を省略し、基地局装置１００と端末装置２００との間でのデータ通信を開始できる。この構成により、トレーニング信号の送受信回数が削減できるため、通信スループットの低下を抑えることができる。

また、本実施の形態２によれば、基地局装置１００のベストビームを判定するためのトレーニング信号を送信する代わりに、基地局装置１００は、定期的に送信するビーコンを用いることができる。この構成により、トレーニング信号の送受信回数が更に削減できるため、通信スループットの低下を抑えることができる。

また、本実施の形態２によれば、端末装置２００は、基地局装置１００から受信したビーコンに基づき、基地局装置１００のビーム方向を変更するか否かを判定する。そして、基地局装置１００のビーム方向を変更しない場合、基地局装置１００からビーコンを送信した後、データ通信を開始することができる。この構成により、端末装置２００が、基地局装置１００へＦＢを送信する処理、および、基地局装置１００が端末装置２００へＡＣＫを送信する処理を省略できる、通信スループットの低下を抑えることができる。

また、本実施の形態２によれば、端末装置２００は、基地局装置１００が送信したビーコンを前回のベストビームを用いて受信し、基地局装置２００との通信を継続するか否かを判定する。そして、通信を継続する場合、端末装置２００は、端末装置２００のベストビームを判定するためのトレーニング信号を基地局装置１００に対しての送信を省略して、基地局装置１００と端末装置２００との間でのデータ通信を開始する。この構成により、トレーニング信号の送受信回数が削減できるため、通信スループットの低下を抑えることができる。

以上、図面を参照しながら各種の実施の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、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

上記各実施の形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。集積回路は、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックを制御し、入力と出力を備えてもよい。これらは個別に１チップ化されてもよいし、各機能ブロックの一部又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、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、集積回路化の手法にはＬＳＩに限らず、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）、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続、設定が再構成可能なリコンフィグラブル・プロセッサーを利用してもよい。

更には、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、別技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

なお、本開示は、無線通信装置、または制御装置において実行される制御方法として表現することが可能である。また、本開示は、かかる制御方法をコンピュータにより動作させるためのプログラムとして表現することも可能である。更に、本開示は、かかるプログラムをコンピュータによる読み取りが可能な状態で記録した記録媒体として表現することも可能である。すなわち、本開示は、装置、方法、プログラム、記録媒体のうち、いずれのカテゴリーにおいても表現可能である。

＜本開示のまとめ＞
本開示の端末装置は、第１のビームを用いて基地局装置と第１のデータ通信を行った後、前記基地局装置が複数の送信ビームをそれぞれ用いて送信した複数の第１の信号を、受信ビームを用いて受信する通信部と、前記複数の第１の信号の受信品質を算出し、前記複数の送信ビームのうち前記受信品質が最大となる第２のビームを決定する判定部と、を備え、前記通信部は、前記第１のビームを用いて、前記基地局装置に対して前記第２のビームを示す情報を含むフィードバック信号を送信し、前記基地局装置が前記フィードバック信号を受信したことを示す応答信号を前記基地局装置から受信した場合、前記第１のビームを用いて前記基地局装置と第２のデータ通信を開始する。

また、本開示の端末装置において、前記第１の信号は、前記基地局装置が前記端末装置へ送信するビーコンに含まれる。

また、本開示の端末装置において、前記判定部は、前回の判定結果が、前記第２のビームであるか否かを判定し、前記前回の判定結果が前記第２のビームである場合、前記通信部は、前記フィードバック信号の送信を省略して、前記第１のビームを用いて前記第２のデータ通信を開始する。

また、本開示の端末装置において、前記判定部は、前記通信部が、前記第２のデータ通信の後、前記基地局装置が複数の送信ビームをそれぞれ用いて送信した複数の第３の信号を、前記第１のビームを用いて受信した場合、前記第３の信号の受信品質が閾値以上か否かを判定し、前記通信部は、前記第３の信号の受信品質が閾値以上の場合、前記基地局装置と、前記第２のデータ通信の後の第３のデータ通信を開始する。

本開示の基地局装置は、複数の第１の信号を生成する制御部と、第１のビームを用いる端末装置と第１のデータ通信を行った後、複数の送信ビームをそれぞれ用いて前記複数の第１の信号を端末装置に送信する通信部と、を備え、前記複数の送信ビームは、前記端末装置が有する受信ビームを用いて前記第１の信号を受信する場合に受信品質が最大となる第２のビームを含み、前記通信部は、前記端末装置から前記第２のビームを含むフィードバック信号を受信した場合、前記第２のビームを用いて、前記端末装置へ応答信号を送信し、前記端末装置と、第２のデータ通信を開始する。

また、本開示の基地局装置において、前記第１の信号は、前記端末装置へ送信するビーコンに含まれる。

本開示の無線通信システムは、複数の第１の信号を生成する制御部と、複数の第２送信ビームをそれぞれ用いて、前記複数の第１の信号を送信する第２の通信部と、を備える基地局装置と、第１のビームを用いて前記基地局装置と第１のデータ通信を行った後、前記複数の第１の信号を、受信ビームを用いて受信する第１の通信部と、前記複数の第１の信号の受信品質を算出し、前記複数の第２送信ビームのうち受信品質が最大となる第２のビームを決定する第１判定部と、を備える端末装置と、を備え、前記第１の通信部は、前記第１のビームを用いて、前記基地局装置に対して前記第２のビームを示す情報を含む第１のフィードバック信号を送信し、前記第２の通信部は、前記第１のフィードバック信号を受信した場合、前記第２のビームを用いて、前記端末装置へ第１の応答信号を送信し、前記第１の通信部は、前記第１のビームを用いて、前記基地局装置から前記第１の応答信号を受信した場合、前記基地局装置と、前記第１のデータ通信の後に第２のデータ通信を開始する。

また、本開示の無線通信システムにおいて、前記第１の通信部は、前記第１の応答信号を受信しない場合、複数の第１送信ビームをそれぞれ用いて、前記第２のビームを示す情報を含む複数の第３の信号を前記基地局装置に送信し、前記基地局装置は、前記端末装置から受信した前記複数の第３の信号の受信品質を算出し、前記複数の第１送信ビームのうち前記受信品質が最大の第３のビームを決定する第２判定部を備え、前記第２の通信部は、前記第２のビームを用いて、前記端末装置に対して前記第３のビームを示す情報を含む第２のフィードバック信号を送信し、前記第１の通信部は、前記第２のフィードバック信号を受信した場合、前記第３のビームを用いて、前記基地局装置に対して第２の応答信号を送信し、前記第２の通信部は、前記端末装置から前記第２の応答信号を受信した場合、前記端末装置と第３のデータ通信を開始する。

また、本開示の無線通信システムにおいて、前記第１判定部は、前回の判定結果が、前記第２のビームであるか否かを判定し、前記前回の判定結果が前記第２のビームである場合、前記第１の通信部は、前記第１のフィードバック信号の送信を省略して、前記第１のビームを用いて前記第２のデータ通信を開始する。

また、本開示の無線通信システムにおいて、前記第２の通信部は、前記第２のデータ通信の後、前記複数の第２送信ビームのそれぞれを用いて複数の第４の信号のそれぞれを送信し、前記第１の通信部は、前記複数の第４の信号を、前記第１のビームを用いて受信し、前記第１判定部は、前記第４の信号の前記受信品質が閾値以上か否かを判定し、前記第１の通信部は、前記第４の信号の受信品質が閾値以上の場合、前記基地局装置と、第４のデータ通信を開始する。

また、本開示の無線通信システムにおいて、前記第１の通信部は、前記第４の信号の前記受信品質が閾値未満である場合、複数の第１送信ビームのそれぞれを用いて複数の第５の信号を前記基地局装置に送信し、前記基地局装置は、前記端末装置から受信した前記複数の第５の信号の受信品質を算出し、前記複数の第１送信ビームのうち前記受信品質が最大の第４のビームを決定する第２判定部を備え、前記第２の通信部は、前記第２のビームを用いて、前記端末装置に対して前記第４のビームを示す情報を含む第３のフィードバック信号を送信し、前記第１の通信部は、前記第３のフィードバック信号を受信した場合、前記第４のビームを用いて、前記基地局装置に対して第３の応答信号を送信し、前記第２の通信部は、前記端末装置から前記第３の応答信号を受信した場合、前記端末装置と第５のデータ通信を開始する。

本開示は、ビームフォーミングを用いて通信を行う無線通信システムに有用である。

１０、２０ 無線通信装置
１００ 無線通信装置（基地局装置）
２００ 無線通信装置（端末装置）
１０１ アンテナ素子
１０２ ビーム形成部
１０３ 送信処理部
１０４ 受信処理部
１０５ 品質情報取得部
１０６ 通信制御部
１０７ ビーム制御部
１０８ 情報格納部
１２１ アンテナ部
１２２ 通信部

Claims (11)

1. 第１のビームを用いて基地局装置と第１のデータ通信を行った後、前記基地局装置が複数の送信ビームをそれぞれ用いて送信した複数の第１の信号を、受信ビームを用いて受信する通信部と、
   前記複数の第１の信号の受信品質を算出し、前記複数の送信ビームのうち前記受信品質が最大となる第２のビームを決定する判定部と、
   を備え、
   前記通信部は、前記第１のビームを用いて、前記基地局装置に対して前記第２のビームを示す情報を含むフィードバック信号を送信し、前記基地局装置が前記フィードバック信号を受信したことを示す応答信号を前記基地局装置から受信した場合、前記第１のビームを用いて前記基地局装置と第２のデータ通信を開始する、
   端末装置。
2. 前記第１の信号は、前記基地局装置が前記端末装置へ送信するビーコンに含まれる、
   請求項１に記載の端末装置。
3. 前記判定部は、前回の判定結果が、前記第２のビームであるか否かを判定し、
   前記前回の判定結果が前記第２のビームである場合、前記通信部は、前記フィードバック信号の送信を省略して、前記第１のビームを用いて前記第２のデータ通信を開始する、
   請求項１に記載の端末装置。
4. 前記判定部は、前記通信部が、前記第２のデータ通信の後、前記基地局装置が複数の送信ビームをそれぞれ用いて送信した複数の第３の信号を、前記第１のビームを用いて受信した場合、前記第３の信号の受信品質が閾値以上か否かを判定し、
   前記通信部は、前記第３の信号の受信品質が閾値以上の場合、前記基地局装置と、前記第２のデータ通信の後の第３のデータ通信を開始する、
   請求項３に記載の端末装置。
5. 複数の第１の信号を生成する制御部と、
   第１のビームを用いる端末装置と第１のデータ通信を行った後、複数の送信ビームをそれぞれ用いて前記複数の第１の信号を端末装置に送信する通信部と、
   を備え、
   前記複数の送信ビームは、前記端末装置が有する受信ビームを用いて前記第１の信号を受信する場合に受信品質が最大となる第２のビームを含み、
   前記通信部は、
   前記端末装置から前記第２のビームを含むフィードバック信号を受信した場合、前記第２のビームを用いて、前記端末装置へ応答信号を送信し、前記端末装置と、第２のデータ通信を開始する、
   基地局装置。
6. 前記第１の信号は、前記端末装置へ送信するビーコンに含まれる、
   請求項５に記載の基地局装置。
7. 複数の第１の信号を生成する制御部と、
   複数の第２送信ビームをそれぞれ用いて、前記複数の第１の信号を送信する第２の通信部と、
   を備える基地局装置と、
   第１のビームを用いて前記基地局装置と第１のデータ通信を行った後、前記複数の第１の信号を、受信ビームを用いて受信する第１の通信部と、
   前記複数の第１の信号の受信品質を算出し、前記複数の第２送信ビームのうち受信品質が最大となる第２のビームを決定する第１判定部と、
   を備える端末装置と、
   を備え、
   前記第１の通信部は、前記第１のビームを用いて、前記基地局装置に対して前記第２のビームを示す情報を含む第１のフィードバック信号を送信し、
   前記第２の通信部は、前記第１のフィードバック信号を受信した場合、前記第２のビームを用いて、前記端末装置へ第１の応答信号を送信し、
   前記第１の通信部は、前記第１のビームを用いて、前記基地局装置から前記第１の応答信号を受信した場合、前記基地局装置と、前記第１のデータ通信の後に第２のデータ通信を開始する、
   無線通信システム。
8. 前記第１の通信部は、前記第１の応答信号を受信しない場合、複数の第１送信ビームをそれぞれ用いて、前記第２のビームを示す情報を含む複数の第３の信号を前記基地局装置に送信し、
   前記基地局装置は、前記端末装置から受信した前記複数の第３の信号の受信品質を算出し、前記複数の第１送信ビームのうち前記受信品質が最大の第３のビームを決定する第２判定部を備え、
   前記第２の通信部は、前記第２のビームを用いて、前記端末装置に対して前記第３のビームを示す情報を含む第２のフィードバック信号を送信し、
   前記第１の通信部は、前記第２のフィードバック信号を受信した場合、前記第３のビームを用いて、前記基地局装置に対して第２の応答信号を送信し、
   前記第２の通信部は、前記端末装置から前記第２の応答信号を受信した場合、前記端末装置と第３のデータ通信を開始する、
   請求項７に記載の無線通信システム。
9. 前記第１判定部は、前回の判定結果が、前記第２のビームであるか否かを判定し、
   前記前回の判定結果が前記第２のビームである場合、前記第１の通信部は、前記第１のフィードバック信号の送信を省略して、前記第１のビームを用いて前記第２のデータ通信を開始する、
   請求項７に記載の無線通信システム。
10. 前記第２の通信部は、前記第２のデータ通信の後、前記複数の第２送信ビームのそれぞれを用いて複数の第４の信号のそれぞれを送信し、
    前記第１の通信部は、前記複数の第４の信号を、前記第１のビームを用いて受信し、
    前記第１判定部は、前記第４の信号の前記受信品質が閾値以上か否かを判定し、
    前記第１の通信部は、前記第４の信号の受信品質が閾値以上の場合、前記基地局装置と、第４のデータ通信を開始する、
    請求項９に記載の無線通信システム。
11. 前記第１の通信部は、前記第４の信号の前記受信品質が閾値未満である場合、複数の第１送信ビームのそれぞれを用いて複数の第５の信号を前記基地局装置に送信し、
    前記基地局装置は、前記端末装置から受信した前記複数の第５の信号の受信品質を算出し、前記複数の第１送信ビームのうち前記受信品質が最大の第４のビームを決定する第２判定部を備え、
    前記第２の通信部は、前記第２のビームを用いて、前記端末装置に対して前記第４のビームを示す情報を含む第３のフィードバック信号を送信し、
    前記第１の通信部は、前記第３のフィードバック信号を受信した場合、前記第４のビームを用いて、前記基地局装置に対して第３の応答信号を送信し、
    前記第２の通信部は、前記端末装置から前記第３の応答信号を受信した場合、前記端末装置と第５のデータ通信を開始する、
    請求項１０に記載の無線通信システム。
    

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