JP2016082517A - 無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信の状態に応じて送信および受信の少なくとも何れか一方におけるビーム幅を切り替えることできる無線装置
【解決手段】受信品質モニタ部（６１）が測定した受信品質と対応するアンテナ５のビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部（６２）と、アンテナビーム幅決定部が決定したビーム幅にアンテナのビーム幅を設定するアンテナ制御指示部（６３）と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビーム幅を切り替えることできる無線装置に関する。

高品質の無線通信の実施のため、受信品質の良いビームパターンを高速に選択する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、精度のよいビームパターンを高速に選択することができる無線通信装置および無線通信システムが開示されている。

特開２０１３−１７９４２３号公報（２０１３年９月９日公開）

しかしながら、上述のような従来技術は、幅の狭いビームパターンを用いるため、通信が可能な領域におけるズレの許容範囲が狭い。そのため、通信を行なっている無線通信装置の位置がずれた場合、無線通信装置の位置が、通信可能な領域の圏外になり易いという問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は通信の状態に応じて送信および受信の少なくとも何れか一方におけるビーム幅を切り替えることができる無線装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線装置は、ビーム幅が可変であるアンテナにて受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、上記受信品質測定部が測定した上記受信品質と対応する上記アンテナのビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部と、上記アンテナビーム幅決定部が決定した上記ビーム幅に上記アンテナのビーム幅を設定するアンテナ制御部と、を備えている。

また、本発明の一態様に係る無線装置は、信号の送信元である通信装置から送信され、かつ、アンテナにて受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、上記受信品質測定部が測定した上記受信品質と対応する上記信号の送信元である通信装置のアンテナのビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部と、上記アンテナビーム幅決定部が決定した上記ビーム幅を示す情報を上記信号の送信元である通信装置に通知する通知部とを備えている。

また、本発明の一態様に係る無線装置は、信号の送信元である通信装置から送信され、かつ、アンテナにて受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、上記受信品質を示す情報を上記信号の送信元である通信装置に通知する通知部と、を備えている。

また、本発明の一態様に係る無線装置は、ビーム幅が可変であるアンテナを備えた無線装置であって、通信相手である通信装置において決定されたアンテナのビーム幅を示す情報を受信する受信部と、受信した上記アンテナのビーム幅を、自装置のアンテナのビーム幅とするアンテナ制御部と、を備えている。

また、本発明の一態様に係る無線装置は、ビーム幅が可変であるアンテナを備えた無線装置であって、送信した信号の受信品質を示す情報を、通信相手である通信装置から受信する受信部と、上記受信品質と対応する上記アンテナのビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部と、上記アンテナビーム幅決定部が決定した上記ビーム幅に上記アンテナのビーム幅ビーム幅を設定するアンテナ制御部と、を備えている。

本発明の一態様によれば、通信の状態に応じてアンテナのビーム幅を切り替えることできるという効果を奏する。

実施形態１の通信システムの要部構成を示すブロック図である。 実施形態１の信号のフレーム構造の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）はアンテナが備える各アンテナ素子の状態とアンテナのビーム幅との関係を示す図である。 （ａ）は実施形態１のビーム幅制御テーブルの一例を示す図である。（ｂ）はビーム幅制御テーブルに設定されている受信品質の一例を示す図である。（ｃ）は、実施形態１に係るアンテナの要部構成を示す図である。 実施形態１の無線装置のデータ処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態２および３の通信システムの要部構成を示すブロック図である。 実施形態２および３の通信システムのデータ処理の流れを示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
本実施形態について、図１〜図５に基づいて説明すれば以下のとおりである。本実施形態に係る通信システム１について図１を用いて説明する。図１は、通信システム１の要部構成を示すブロック図である。通信システム１は、無線装置２および無線装置３を含む。無線装置２および無線装置３は、通信端末（無線ＬＡＮ端末）、アクセスポイント等である。なお、通信端末およびアクセスポイントは無線装置２または無線装置３のどちらにもなり得る。無線装置２と無線装置３との間で信号の送受信が行われる。

無線装置２について説明する。無線装置２は、アンテナ２０を備えている。無線装置２は、アンテナ２０を介して無線装置３との間で信号の送受信を行う。

次に、無線装置３について説明する。図１に示すように、無線装置３は、通信部４、アンテナ５、制御部６および記憶部７を備える。

通信部４は、アンテナ５を介して外部機器（通信装置）と無線通信を行うものである。無線装置３は無線装置２と無線通信をする。

通信部４は受信部４２と送信部４１とを備える。受信部４２は、無線装置２から信号を受信する。詳細には、受信部４２は、無線装置２から受信品質をモニタするための品質モニタ用パターンを含む信号を受信すると、当該信号を制御部６の受信品質モニタ部６１に送信する。送信部４１は、無線装置２に信号を送信する。

ここで、図２を用いて無線装置２から受信する信号のフレーム構造について説明する。図２は、無線装置２が無線装置３に送信する信号のフレーム構造の一例を示している。本実施形態に係る通信は、時分割多重アクセス方式（ＴＤＭＡ）で行われることを想定しているがこれに限られるものではない。図２に示すように、無線装置２によって送信される信号のフレームは、時分割多重アクセスを行う際の基本単位となる複数のスロットからなる。フレームは少なくとも３つのスロットによって構成されている。１つめのスロットは、送信側の無線装置と受信側の無線装置とにおいて、時間の基準となる同期信号を送信するビーコンである。２つめのスロットは、無線装置３が受信品質をモニタするための品質モニタ用パターンである。３つめのスロットは通信に用いる通信スロット（Communication Slot(CS)）である。なお、本実施形態においては、例えば、当該信号は、１００ｍｓｅｃごとに無線装置２によって送信される。

アンテナ５は、送受信領域において指向性を有する指向性アンテナである。アンテナ５の詳細な構造については後述する。

次に、アンテナ５によって成型されるビーム幅について図３を用いて説明する。図３はアンテナ５が備える各アンテナ素子５１のオンまたはオフの状態とアンテナ５のビームの形状との関係を示す図である。図３に示すように、アンテナ５は格子状に配置された複数のアンテナ素子５１を備える。アンテナ素子５１が成型する送受信領域にて無線装置２との間での信号の送信または受信が行われる。

アンテナ５の信号の送信ビーム幅（ビーム放射方向）および受信ビーム幅（ビーム受信方向）の形状について図３を用いて説明する。なお、図３において、黒塗りされているアンテナ素子５１は給電されているアンテナ素子５１を示しており、オンの状態のアンテナ素子５１を示している。また、白塗りのアンテナ素子５１は給電されていないアンテナ素子５１を示しており、オフの状態のアンテナ素子５１を示している。

図３（ａ）は、アンテナ５の各アンテナ素子５１のオンまたはオフの状態とペンシルビームの成型との関係を示す図である。図３（ａ）に示すように、アンテナ５は格子状に配置された複数のアンテナ素子５１を備える。アンテナ５に備わっているアンテナ素子５１のすべてがオンの状態である場合、アンテナ５は、指向性が強くビーム幅が狭いペンシルビームＦ１を成型する。ペンシルビームは、後述するファンビームよりもビーム幅が狭い。

図３（ｂ）および（ｃ）は、アンテナ５の各アンテナ素子５１のオンまたはオフの状態とファンビームの成型との関係を示す図である。図３（ｂ）に示すように、アンテナ５に備わっているアンテナ素子５１のうち、オンの状態のアンテナ素子を中央横一列（水平方向に一列）のアンテナ素子５１ａのみに制限した場合、アンテナ５は高低広角度のファンビームＦ２を成型する。また、図３（ｃ）に示すように、アンテナ５に備わっているアンテナ素子５１のうち、オンの状態のアンテナ素子を中央縦一列（垂直方向に一列）のアンテナ素子５１ｂのみに制限した場合、アンテナ５は方位広角度のファンビームＦ３を成型する。

なお、本実施形態においては、オンの状態のアンテナ素子の配列の方向として水平方向と垂直方向とについて例示したが、これに限定されない。

図３（ｄ）は、アンテナ５の各アンテナ素子５１のオンまたはオフの状態と他のファンビーム成型との関係を示す図である。図３（ｄ）に示すように、アンテナ５に備わっているアンテナ素子５１のうち、オンの状態のアンテナ素子を中央横一列（水平方向に一列）のアンテナ素子５１のみに制限する。さらに、図３（ｄ）に示すように、当該中央横一列のアンテナ素子のうち、両端のアンテナ素子をオフにする。この時、オン状態のアンテナ素子５１ｃは、図３の（ｂ）で示したファンビームＦ２よりも広角の（ビーム幅の広い）ファンビームＦ４を成型する。このようにしてアンテナ５のビーム幅は可変となっている。

なお、ここでいう、ペンシルビームとは、図３の（ａ）に示すようにビームの走査角θが例えば３０°以内であり狭いビーム幅を有する。また、ペンシルビームは電波の放射方向に対する断面が狭い円形のビーム形状である。一方、ファンビームとはビームの走査角が例えば３０°よりも大きく、広いビーム幅を有する。また、ファンビームはビームの広がりに偏りを有しており、扇のような形状のビーム形状である。

制御部６は、受信品質モニタ部（受信品質測定部）６１、アンテナビーム幅決定部６２およびアンテナ制御指示部（アンテナ制御部）６３を備える。

受信品質モニタ部６１は、受信部４２から受信した信号の受信品質を測定する。詳細には、受信品質モニタ部６１は当該信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対干渉・雑音比（ＳＩＮＲ）、ビット誤り率、フレーム誤り率、パケット誤り率などを測定する。受信品質モニタ部６１は、測定した受信品質を示す受信品質情報をアンテナビーム幅決定部６２に送信する。

アンテナビーム幅決定部６２は、上記受信品質モニタ部６１が測定した受信品質に応じて上記アンテナのビーム幅を決定する。詳細には、アンテナビーム幅決定部６２は、上記受信品質モニタ部６１が測定した受信品質とアンテナ５のビーム幅とが対応付けられたテーブルであるビーム幅制御テーブル７２を用いてアンテナ５のビーム幅を決定する。アンテナビーム幅決定部６２は、アンテナ５のビームを成型する方向（ビーム幅）を決定する。そして、ビーム幅制御テーブル７２に示されている当該ビーム幅に対応する「各アンテナ素子５１のオンとオフとの切替え」、「成型ビームの走査角」等を示すアンテナ素子制御情報をアンテナ制御指示部６３に送信する。

ビーム幅制御テーブル７２について、図４の（ａ）を用いて説明する。図４は、本実施形態に係るアンテナ５の構成およびビーム幅制御テーブル７２の一例を示す図である。図４の（ａ）はビーム幅制御テーブル７２の一例を示す図である。図４の（ａ）に示すように、ビーム幅制御テーブル７２には、ビームを成型する方向（ビーム幅、ビームの走査角）と受信品質とが対応付けられている。また、ビーム幅制御テーブル７２には、各アンテナ素子５１のオンとオフとの切替えと上記の「ビームを成型する方向」とが対応付けられている。なお、図４の（ａ）の「オンするアンテナ素子」の欄のＸ印は、対応するアンテナ素子をオンに切り替えることを示しており、空欄は対応するアンテナ素子をオフに切り替えることを示す。また、本実施形態においては、図４の（ｃ）に示すように、一直線上に配置している複数のアンテナ素子５１の設定について例示している。アンテナ５の構成の詳細については後述する。

次に、ビーム幅制御テーブル７２に設定されている受信品質について図４の（ｂ）を用いて説明する。図４の（ｂ）は、ビーム幅制御テーブル７２に設定されている受信品質の一例を示している。図４の（ｂ）に示すように、例えば、受信品質をＲＳＳＩとし、ＲＳＳＩの数値の幅を４つに分けた場合を示している。図４の（ｂ）に示した受信品質Ｒ１から受信品質Ｒ４にかけて受信品質は高くなっている。なお、受信品質の数値の幅の分け方は、これに限らず、任意の数とすることができる。また、各受信品質に対応付けられている「ビームを成型する方向」においても、任意に設定することができる。

ビーム幅制御テーブル７２には、受信品質が高くになるにつれて、アンテナ５のビーム幅が広くなるように設定されている。ゆえに、アンテナビーム幅決定部６２は、受信品質が前回測定した値よりも低い場合、ビーム幅を狭めるように決定する。また、上記受信品質が前回測定した値よりも高い場合、上記ビーム幅を広げるように決定する。

すなわち、受信品質が高いほど、アンテナ５のビーム幅が広くなるように、受信品質とアンテナ５のビーム幅とが対応付けられている。

一般的に、受信品質が低い場合には通信を行なっている無線装置間の距離は遠く、受信品質が高い場合には通信を行なっている無線装置間の距離は近いと考えられる。ビーム幅を狭めることによって、信号の送受信の距離を長くすることができる。したがって、ビーム幅を狭めることによって、信号の送受信の距離を長くし、信号の受信品質を向上させることができる。また、受信品質が高い場合においては所定の程度の受信品質が担保されている。この時、ビーム幅を広げることによって、無線装置の位置（方角）のズレによる圏外耐性を高めることができる。

ビーム幅制御テーブル７２の設定として、例えば、受信品質が極めて低い場合、アンテナ５の送受信領域をペンシルビームの形状としてもよい。また、受信品質が高くなるにつれて、ファンビーム形状の送受信領域が、適宜、広がるように設定されていてもよい。

アンテナ制御指示部６３は、アンテナビーム幅決定部６２が決定したビーム幅にアンテナ５の送受信領域を設定（制御）する。詳細には、アンテナ制御指示部６３は、上記複数のアンテナ素子のそれぞれのオンとオフとを切り替えることによって、上記アンテナビーム幅を設定する。

すなわち、上記アンテナ制御指示部６３は、上記受信品質が前回測定した値よりも低い場合、上記ビーム幅を狭めるように設定し、上記受信品質が前回測定した値よりも高い場合、上記ビーム幅を広げるように設定する。詳細に説明すると、アンテナ制御指示部６３は、アンテナ素子制御情報に従い、アンテナ制御指示部６３はアンテナ素子５１のそれぞれのオンとオフとを切り替えることによって、上記アンテナのビーム幅を設定する。

ここで、図４の（ｃ）を用いてアンテナ５の詳細な構造について説明する。図４の（ｃ）は、アンテナ５の要部構成を示す図である。アンテナ５は、複数のアンテナ素子５１、移相器５２、高周波給電回路５３および走査制御回路５４を備える。

アンテナ素子５１は、電波を送受信する。複数ポートのアンテナ素子５１は格子状（複数の線状）に所定の間隔で配列している。

高周波給電回路５３は、複数ポートのアンテナ素子５１のそれぞれに高周波信号を給電する。

移相器５２は複数備わっており、複数ポートのアンテナ素子５１のそれぞれの給電線路に介在する。移相器５２は、走査制御回路５４から指定された移相量を高周波信号に対して与える。

走査制御回路５４は、アンテナ制御指示部６３からアンテナ素子制御情報を通信部４を介して受信する。走査制御回路５４は、移相器５２のそれぞれの移相量を成型ビームの走査（成型ビームの走査角、ビームを成型する方向）に応じて制御する。また、走査制御回路５４は、各アンテナ素子のオンとオフとの切替えに関する情報に基づいて、各移相器５２に対する電源からの給電を制御する。すなわち、オフに設定するアンテナ素子５１に対応する移相器５２を電気的にオフにすることで、オフに設定するアンテナ素子５１への高周波の給電をオフにする。

次に、本実施形態に係る無線装置３の処理の流れについて説明する。図５は無線装置３のデータ処理の流れを示すフローチャートである。

図５に示すように、無線装置３の受信部４２は無線装置２から信号を受信する（Ｓ１）。受信品質モニタ部６１は、受信部４２が受信した信号の受信品質を測定する（Ｓ２）。アンテナビーム幅決定部６２は受信品質モニタ部６１が測定した受信品質に対応する上記アンテナのビーム幅を決定する（Ｓ３）。アンテナ制御指示部６３はアンテナ素子５１のそれぞれのオンとオフとを切り替えることによって、アンテナビーム幅決定部６２が決定したアンテナ５のビーム幅にアンテナ５を設定する（Ｓ４）。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図６の（ａ）および図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態に係る通信システム１ａにおいて、実施形態１の通信システム１と同様な構成の説明は省略する。

本実施形態に係る通信システム１ａについて図６の（ａ）を用いて説明する。図６の（ａ）は、通信システム１ａの要部構成を示すブロック図である。通信システム１ａは、無線装置２ａおよび無線装置３ａを含む。無線装置２ａおよび無線装置３ａは、通信端末（無線ＬＡＮ端末）、アクセスポイント等である。なお、通信端末およびアクセスポイントは無線装置２ａまたは無線装置３ａのどちらにもなり得る。無線装置２ａと無線装置３ａとの間で信号の送受信が行われる。

無線装置２ａについて説明する。図６の（ａ）に示すように、無線装置２ａは、通信部１４、アンテナ２０、アンテナ制御部１７を備えている。

通信部１４は、アンテナ２０を介して外部機器（通信装置）と無線通信を行うものである。無線装置２ａは無線装置３ａと無線通信をする。通信部１４は受信部１５と送信部１６とを備える。

受信部１５は、無線装置３ａから、ビーム幅を示すビーム幅情報を受信し、当該情報をアンテナ制御部１７に送信する。

送信部１６は、無線装置３ａに信号を送信する。

アンテナ２０は、実施形態１にて説明したアンテナ５と同じ構成であるためここでの説明を省略する。

アンテナ制御部１７は、自装置のアンテナ２０のビーム幅を、無線装置３ａから受信したビーム幅情報が示すビーム幅に設定する。

次に、無線装置３ａについて説明する。ここでは、無線装置３ａにおいて、実施形態１の無線装置３と異なっている構成のみについて説明する。無線装置３ａが備えている制御部６ａは、実施形態１にて説明したアンテナビーム幅決定部６２の代わりにアンテナビーム幅決定部（通知部）６２ａを備え、記憶部７、ビーム幅制御テーブル７２の代わりに記憶部１８、ビーム幅制御テーブル１９を備える。

なお、ビーム幅制御テーブル１９は、ビーム幅制御テーブル７２と同様のテーブルである。すなわち、ビーム幅制御テーブル１９には、受信品質が高いほど、無線装置２ａのアンテナ２０のビーム幅が広くなるように、受信品質とアンテナ２０のビーム幅とが対応付けられている。アンテナビーム幅決定部６２ａは、ビーム幅制御テーブル１９を参照して、信号の送信元である無線装置２ａのアンテナのビーム幅を決定するとともに、当該ビーム幅を示すビーム幅情報を、送信部４１ａを介して無線装置２ａに通知する。

次に、本実施形態に係る通信システム１ａの処理の流れについて説明する。図７の（ａ）は通信システム１ａの処理の流れを示すフローチャートである。Ｓ１〜Ｓ２については、実施形態１にて説明したためここでの説明を省略する。図７の（ａ）に示すように、アンテナビーム幅決定部６２ａは、受信品質モニタ部６１が測定した受信品質に対応する上記アンテナ２０のビーム幅をビーム幅制御テーブル１９を用いて決定する（Ｓ３a）とともに、決定したビーム幅を示すビーム幅情報を信号の送信元である通信装置の無線装置２ａに通知する（Ｓ４ａ）。無線装置２ａは、自装置のアンテナ２０のビーム幅を、通知されたビーム幅に設定する（Ｓ６ａ）。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図６の（ｂ）および７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態に係る通信システムにおいて、実施形態２の通信システム１ａと同様な構成の説明は省略する。

本実施形態に係る通信システム１ｂについて図６の（ｂ）を用いて説明する。図６の（ｂ）は、通信システム１ｂの要部構成を示すブロック図である。通信システム１ｂは、無線装置２ｂおよび無線装置３ｂを含む。無線装置２ｂおよび無線装置３ｂは、通信端末（無線ＬＡＮ端末）、アクセスポイント等である。なお、通信端末およびアクセスポイントは無線装置２ｂまたは無線装置３ｂのどちらにもなり得る。無線装置２ｂと無線装置３ｂとの間で信号の送受信が行われる。

本実施形態に係る無線装置２ｂについて、実施形態２の無線装置２ａと異なる構成について説明する。図６の（ｂ）に示すように、無線装置２ｂは、通信部１４、アンテナ２０、アンテナ制御部１７ｂを備える。さらに、本実施形態においては、記憶部１８、ビーム幅制御テーブル１９が無線装置３ｂではなく無線装置２ｂに備えられている。なお、本実施形態においても、ビーム幅制御テーブル１９には、受信品質が高いほど、アンテナ２０のビーム幅が広くなるように、受信品質とアンテナ２０のビーム幅とが対応付けられている。

通信部１４に備わる受信部１５は、無線装置３ｂから、無線装置３ｂが測定した受信信号の受信品質を示す情報を受信し、当該情報をアンテナ制御部１７ｂに送信する。

アンテナ制御部１７ｂは、アンテナビーム幅決定部３１ｂおよびアンテナ制御指示部３２ｂを備えている。

アンテナビーム幅決定部３１ｂは、受信した情報が示す受信品質に対応する上記アンテナ２０のビーム幅を決定する。詳細には、アンテナビーム幅決定部３１ｂは、受信した情報が示す受信品質および受信品質とアンテナ２０のビーム幅とが対応付けられたビーム幅制御テーブル１９を用いてアンテナ２０のビーム幅を決定する。なお、本実施形態においてもビーム幅制御テーブル１９は、記憶部１８に格納されており、ビーム幅制御テーブル７２と同様のテーブルである。

アンテナビーム幅決定部３１ｂのデータ処理に関しては、実施形態１のアンテナビーム幅決定部６２と同じであるためここでの説明を省略する。アンテナビーム幅決定部３１ｂは、アンテナ素子制御情報をアンテナ制御指示部３２ｂに送信する。

アンテナ制御指示部３２ｂは、実施形態１にて説明したアンテナ制御指示部６３と同様に機能し、アンテナビーム幅決定部３１ｂが決定したビーム幅にアンテナ２０のビーム幅を設定する。

次に、無線装置３ｂについて説明する。ここでは、無線装置３ｂにおいて、実施形態２の無線装置３ａと異なっている構成のみについて説明する。無線装置３ｂが備えている制御部６ｂは、実施形態２にて説明した受信品質モニタ部６１の代わりに受信品質モニタ部（通知部）６１ｂを備える。受信品質モニタ部６１ｂは、測定した受信信号の受信品質を示す情報を、送信部４１ａを介して上記信号の送信元である無線装置２ｂに送信する。

次に、本実施形態に係る通信システム１ｂの処理の流れについて説明する。図７の（ｂ）は通信システム１ａの処理の流れを示すフローチャートである。Ｓ１およびＳ２については、実施形態１にて説明したためここでの説明を省略する。図７の（ｂ）に示すように、受信品質モニタ部６１ｂは、測定した受信信号の受信品質を示す情報を信号の送信元である無線装置２ｂに通知する（Ｓ４ｂ）。無線装置２ｂは、受信した受信品質に対応する上記アンテナ２０のビーム幅を、ビーム幅制御テーブル１９を用いて決定する（Ｓ５）。アンテナ制御指示部３２ｂは、アンテナ２０のビーム幅を、アンテナビーム幅決定部３１ｂが決定したビーム幅に制御する（Ｓ６ｂ）。

〔ソフトウェアによる実現例〕
無線装置２ａ、２ｂ、３、３ａおよび３ｂの制御ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、無線装置２ａ、２ｂ、３、３ａおよび３ｂは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る無線装置は、ビーム幅が可変であるアンテナ（５）にて受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部（受信品質モニタ部６１、６１ｂ）と、上記受信品質測定部が測定した上記受信品質と対応する上記アンテナのビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部（６２、６２ａ）と、上記アンテナビーム幅決定部が決定した上記ビーム幅に上記アンテナのビーム幅を設定するアンテナ制御部（６３）と、を備えている。

上記の構成によれば、アンテナ制御部は、アンテナのビーム幅を受信した信号の受信品質に対応したアンテナのビーム幅に切り替える。したがって、上記無線装置は、通信の状態に応じて送信および受信の少なくとも何れか一方におけるビーム幅を切り替えることできる。

本発明の態様２に係る無線装置（３ａ）は、信号の送信元である通信装置から送信され、かつ、アンテナにて受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、上記受信品質測定部が測定した上記受信品質と対応する上記信号の送信元である通信装置のアンテナのビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部（アンテナビーム幅決定部６２ａ）と、上記アンテナビーム幅決定部が決定した上記ビーム幅を示す情報を上記信号の送信元である通信装置（無線装置２ａ）に通知する通知部（アンテナビーム幅決定部６２ａ）を備えていてもよい。

上記の構成によれば、信号の送信元である通信装置に、アンテナビーム幅決定部が決定したビーム幅について通知することができる。例えば、通信装置は、自装置のビーム幅を、受信した当該ビーム幅に対応して切り替えることができる。

本発明の態様３に係る無線装置（３ｂ）は、信号の送信元である通信装置から送信され、かつ、アンテナにて受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部（受信品質モニタ部６１ｂ）と、上記受信品質を示す情報を、上記信号の送信元である通信装置（無線装置２ｂ）に通知する通知部（受信品質モニタ部６１ｂ）を備えていてもよい。

上記の構成によれば、信号の送信元である通信装置に、受信した信号の受信品質を示す情報を通知することができる。例えば、通信装置は、自装置のビーム幅を、受信した受信品質に対応して切り替えることができる。

本発明の態様４に係る無線装置（２ａ）は、本発明の態様２に係る無線装置（３ａ）の通信相手となる無線装置である。本発明の態様４に係る無線装置（２ａ）はビーム幅が可変であるアンテナ（２０）を備えた無線装置であって、通信相手である通信装置（無線装置３ａ）において決定されたアンテナのビーム幅を示す情報を受信する受信部（１５）と、受信した上記アンテナのビーム幅を、自装置のアンテナのビーム幅とするアンテナ制御部（１７）を備えている。

上記の構成によれば、通信相手である通信装置から受信したアンテナのビーム幅に対応して、自装置のアンテナのビーム幅を切り替えることができる。

本発明の態様５に係る無線装置（２ｂ）は、本発明の態様３に係る無線装置（３ｂ）の通信相手となる無線装置である。本発明の態様５に係る無線装置（２ｂ）は、ビーム幅が可変であるアンテナ（２０）を備えた無線装置であって、送信した信号の受信品質を示す情報を、通信相手である通信装置（無線装置３ｂ）から受信する受信部（１５）と、上記受信品質と対応する上記アンテナのビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部と、上記アンテナビーム幅決定部（３１ｂ）が決定した上記ビーム幅に上記アンテナのビーム幅を設定するアンテナ制御部（アンテナ制御指示部３２ｂ）と、を備えている。

上記の構成によれば、通信相手である通信装置から受信した受信品質に対応して、自装置のビーム幅を切り替えることができる。

本発明の態様６に係る無線装置（３、３ａ、２ｂ）は、上記態様１、２または５において、上記受信品質が高いほど、上記アンテナ（２０、５）のビーム幅が広くなるように、該受信品質と該アンテナのビーム幅とが対応付けられていてもよい。

上記の構成によれば、受信品質が低くなった場合、ビーム幅を狭める。ビーム幅に指向性を有する無線装置の送受信においては、上記ビーム幅を狭めることによって、信号の送受信の距離を長くすることができる。したがって、ビーム幅を狭めることによって、信号の送受信の距離を長くし、信号の受信品質を向上させることができる。

また、上記の構成によれば、受信品質が高くなった場合、ビーム幅を広げる。すなわち、受信品質の値が高くなった場合に、ビーム幅を広げることによって、無線装置の位置（方角）のズレによる圏外耐性を高めることができる。

本発明の各態様に係る無線装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記無線装置が備える各部として動作させることにより上記無線装置をコンピュータにて実現させる無線装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、無線装置および通信システムに利用することができる。

１、１ａ、１ｂ：通信システム，２、２ａ、２ｂ、３、３ａ、３ｂ：無線装置（通信装置），５：アンテナ，１５：受信部，１７：アンテナ制御部，３１ｂ：アンテナビーム幅決定部，３２ｂ：アンテナ制御指示部，５１：アンテナ素子，６１、６１ｂ：受信品質モニタ部（受信品質測定部、通知部），６２、６２ａ：アンテナビーム幅決定部（アンテナビーム幅決定部、通知部），６３：アンテナ制御指示部，７２：ビーム幅制御テーブル（テーブル）

Claims (6)

1. ビーム幅が可変であるアンテナにて受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
   上記受信品質測定部が測定した上記受信品質と対応する上記アンテナのビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部と、
   上記アンテナビーム幅決定部が決定した上記ビーム幅に上記アンテナのビーム幅を設定するアンテナ制御部と、を備えていることを特徴とする無線装置。
2. 信号の送信元である通信装置から送信され、かつ、アンテナにて受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
   上記受信品質測定部が測定した上記受信品質と対応する上記信号の送信元である通信装置のアンテナのビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部と、
   上記アンテナビーム幅決定部が決定した上記ビーム幅を示す情報を上記信号の送信元である通信装置に通知する通知部と、を備えることを特徴とする無線装置。
3. 信号の送信元である通信装置から送信され、かつ、アンテナにて受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
   上記受信品質を示す情報を上記信号の送信元である通信装置に通知する通知部と、を備えることを特徴とする無線装置。
4. ビーム幅が可変であるアンテナを備えた無線装置であって、
   通信相手である通信装置において決定されたアンテナのビーム幅を示す情報を受信する受信部と、受信した上記アンテナのビーム幅を、自装置のアンテナのビーム幅とするアンテナ制御部と、を備えていることを特徴とする無線装置。
5. ビーム幅が可変であるアンテナを備えた無線装置であって、
   送信した信号の受信品質を示す情報を、通信相手である通信装置から受信する受信部と、
   上記受信品質と対応する上記アンテナのビーム幅を決定するアンテナビーム幅決定部と、
   上記アンテナビーム幅決定部が決定した上記ビーム幅に上記アンテナのビーム幅を設定するアンテナ制御部と、を備えていることを特徴とする無線装置。
6. 上記受信品質が高いほど、上記アンテナのビーム幅が広くなるように、該受信品質と該アンテナのビーム幅とが対応付けられていることを特徴とする請求項１、２または５の何れか一項に記載の無線装置。

Images