JP2019102977A - 無線通信装置、無線通信システム、及びビームサーチ信号送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局装置のサービスエリア端に在圏する端末装置へビームを届かせるようにした無線通信装置、無線通信システム、及びビームサーチ信号送信方法を提供すること。スループットを向上させるようにした無線通信システム、及びビームサーチ信号送信方法を提供すること。【解決手段】他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置において、ビームサーチが行われるエリアのエリア数と、前記無線通信装置によるビームサーチ信号の１回の送信により前記各エリアに形成されるビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチが行われる全エリアにおいてビームサーチが行われるための前記ビームサーチ信号の送信回数を決定し、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを前記送信回数分決定するビームサーチ信号数決定部と、前記決定した組み合わせに従って、前記ビームサーチ信号を前記他の無線装置へ送信する送信部とを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信システム、及びビームサーチ信号送信方法に関する。

現在、標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、次世代の無線通信システムの技術として、第５世代移動体通信（5G:the 5th Generation mobile communication）（以下、「５Ｇ」と称する場合がある。）を検討している。５Ｇでは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムやＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムの継続的発展や、これまでよりも高い周波数帯を用いて広帯域をサポートする新たなＲＡＴ（Radio Access Technology）（ＮＲ：New Radio）などが検討されている。

このような無線通信システムにおいては、ビームフォーミングが行われる場合がある。ビームフォーミングは、例えば、基地局装置が、所定の方向に対して電波の指向性を高くして、無線信号を送信したり、無線信号を受信したりする技術のことである。基地局装置は、サーチ期間、ビームサーチ信号を送信し、端末装置は、ビームサーチ信号に基づいてビームサーチを行い、その結果を基地局装置へフィードバックする。基地局装置は、フィードバックされた結果に基づいて、ビームフォーミングを行って、端末装置へデータを送信したり、端末装置から送信されたデータを受信したりすることが可能となる。このように、ビームフォーミングにより、基地局装置は、端末装置が存在する方向へ無線信号を送信したり、端末装置から存在する方向から送信された無線信号を受信したりすることが可能となる。

このような無線通信システムに関する技術として、例えば、以下がある。すなわち、送信装置は、複数の異なる方向の中から選択された方向のそれぞれにてビームを有する信号を複数送信し、受信装置は、受信した複数の信号のそれぞれが所定条件を満たすか否かを判定する。そして、判定結果に基づいて、複数の方向のうち、送信装置から受信装置への方向と最も近い方向を選択する無線通信システムがある。

この技術によれば、複数の方向のうち、送信装置から受信装置への方向と最も近い方向を迅速に選択することができる、とされる。

特開２０１７−１０８２３０号公報

しかし、上述した、送信装置から受信装置への方向と最も近い方向を選択する技術は、基地局装置のサービスエリア端に在圏する端末装置へ、ビームを有する信号を届かせることについては考慮されていない。

従って、上述した技術では、端末装置は、ビームを有する信号を受信することができず、或いは受信しても受信レベルが僅かであり、ビームサーチを行って、ビームの方向を正確に測定することができない場合がある。この場合、基地局装置は、フィードバックされた情報に基づいて、ビームフォーミングを行っても、端末装置が存在する方向へ正確にビームを向けることができない。従って、端末装置は、基地局装置から送信されたデータを受信することができず、スループットが本来のスループットよりも低くなる場合がある。

そこで、一開示は、基地局装置のサービスエリア端に在圏する端末装置へビームを届かせるようにした無線通信装置、無線通信システム、及びビームサーチ信号送信方法を提供することになる。

また、一開示は、スループットを向上させるようにした無線通信システム、及びビームサーチ信号送信方法を提供することにある。

一開示は、他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置において、ビームサーチが行われるエリアのエリア数と、前記無線通信装置によるビームサーチ信号の１回の送信により前記各エリアに形成されるビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチが行われる全エリアにおいてビームサーチが行われるための前記ビームサーチ信号の送信回数を決定し、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを前記送信回数分決定するビームサーチ信号数決定部と、前記決定した組み合わせに従って、前記ビームサーチ信号を前記他の無線装置へ送信する送信部とを備える。

一開示によれば、基地局装置のサービスエリア端に在圏する端末装置へビームを届かせることができる。また、一開示によれば、スループットを向上させることができる。

図１は通信システムの構成例を表す図である。 図２は基地局装置の構成例を表す図である。 図３は端末装置の構成例を表す図である。 図４（Ａ）から図４（Ｃ）はビームの例、図４（Ｄ）はサーチ信号の送信の有無の例をそれぞれ表す図である。 図５（Ａ）は基地局装置、図５（Ｂ）は端末装置のハードウェア構成例をそれぞれ表す図である。 図６は基地局装置における動作例を表すフローチャートである。 図７はエリアとサーチ信号の有無との組み合わせ例を表す図である。 図８はビームの組み合わせ数の例を表す図である。 図９（Ａ）から図９（Ｃ）はエリアとビームの有無との組み合わせ例を表す図である。 図１０はエリアとサーチ信号の有無との組み合わせ例を表す図である。 図１１はエリアとサーチ信号の有無とのの組み合わせ例を表す図である。 図１２はエリアとサーチ信号の有無との組み合わせ例を表す図である。 図１３はエリアとサーチ信号の有無との組み合わせ例を表す図である。 図１４はエリアとサーチ信号の有無との組み合わせ例を表す図である。 図１５はエリアとサーチ信号の有無との組み合わせ例を表す図である。 図１６（Ａ）から図１６（Ｆ）はビームの例を表す図である。 図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）はエリアとサーチ信号の有無との組み合わせ例を表す図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、本明細書に記載された用語や技術的内容は、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）など、規格として仕様書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。

［第１の実施の形態］
＜無線通信システムの構成例＞
図１は第１の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を表す図である。

無線通信システム１０は、基地局装置（以下、「基地局」と称する場合がある。）１００と、端末装置（以下、「端末」と称する場合がある。）２００を備える。

基地局１００は、例えば、端末２００と無線通信可能な無線通信装置である。基地局１００は、自局のサービス提供可能範囲（又はセル範囲）に在圏する端末２００に対して、例えば、通話サービスやＷｅｂ閲覧サービスなど、種々のサービスを提供することが可能である。

本第１の実施の形態においては、基地局１００は、ビームフォーミングを行い、ビームサーチ信号（以下では、「サーチ信号」と称する場合がある。）を端末２００へ送信する。例えば、１又は複数のサーチ信号により、１つのビームが形成される。基地局１００は、１回のサーチ信号の送信により形成されるビームの方向の組合せを、各回で変えながら、ビームを形成させるようにしている。１回のサーチ信号の送信で形成されるビームの方向は、例えば、複数ある。１回のサーチ信号で形成されるビームが複数の方向を向いているとき、このようなビームのことを、例えば、マルチビームと称する場合がある。図４（Ａ）などには、マルチビームの例を表している。詳細については動作例で説明する。

端末２００は、例えば、基地局１００と無線通信可能な無線通信装置である。端末２００は、例えば、無線通信が可能なスマートフォンやフィーチャーフォン、タブレット端末、ゲーム装置、時計装置などである。

本第１の実施の形態においては、端末２００は、基地局１００から送信されたサーチ信号を受信し、受信したサーチ信号を用いてビームサーチを行う。端末２００は、ビームサーチにより、基地局１００に対する自機（端末２００）の方向を判定（又は測定）することができる。端末２００は、判定結果を、基地局１００へフィードバックする。そして、基地局１００は、判定結果に基づいて、端末２００の方向を推定し、その方向へ向けてビームフォーミングを行って、データを端末２００へ送信したり、端末２００から送信されたデータを受信したりする。詳細については動作例で説明する。

なお、図１の例では、１台の端末２００が１つの基地局１００に接続する例を表しているが、複数台の端末２００が基地局１００に接続してもよい。

＜基地局装置の構成例＞
図２は、基地局１００の構成例を表す図である。

基地局１００は、ビームサーチ信号数決定部１０１、ビーム組み合わせ決定部１０２、ビームサーチ用ビーム方向決定部１０３、ビームサーチ用ウェイト計算部１０４、サーチ用データ生成部１０５、ウェイト制御部１０６、送信部１０７を備える。また、基地局１００は、複数のアンテナ（又はアンテナ素子）１０８−１〜１０８−ｎ（ｎは２以上の整数）、受信部１０９、フィードバック情報受信部１１０、通信用ビーム方向決定部１１１、通信用ウェイト計算部１１２、及び通信用データ生成部１１３を備える。

ビームサーチ信号数決定部（以下、「サーチ信号数決定部」と称する場合がある。）１０１は、ビームサーチが行われるエリアのエリア数と、基地局１００による１回のサーチ信号の送信により形成されるビームの本数とに基づいて、送信回数の最小値を決定する。送信回数の最小値とは、例えば、全エリアにおいてビームサーチが行われるためのサーチ信号の送信回数の最小値のことである。ここで、エリア数、ビームの本数、送信回数について、以下説明する。

図４（Ａ）から図４（Ｃ）は、基地局１００により形成されるビームの例を表す図である。図４（Ａ）から図４（Ｃ）の例では、エリア（１）からエリア（７）まで、７つのエリアがある。

図４（Ａ）では、基地局１００は、エリア（１）、エリア（２）、エリア（３）、及びエリア（４）の各エリアへ、１回のサーチ信号の送信で、４つのサーチ信号を送信し、４つのビームを形成する例を表している。また、図４（Ｂ）では、基地局１００は、エリア（１）とエリア（２）、エリア（５）とエリア（６）の各エリアへ、図４（Ｃ）は、エリア（１）、エリア（３）、エリア（５）、エリア（７）の各エリアへ、４つのビームを形成する例をそれぞれ表している。

なお、以下では、１つのサーチ信号により、１つのビームが形成されるものとして説明する。

基地局１００は、例えば、図４（Ａ）から図４（Ｃ）にそれぞれ示す「１番信号」、「２番信号」、「３番信号」を順次送信する。そして、端末２００は、例えば、ビームにより送信されたサーチ信号を正常に受信できたときは「１」と判定し、正常に受信できなかったときは「０」と判定する。サーチ信号を正常に受信した端末２００は、例えば、エリア（４）に在圏するときは、「１００」と判定し、エリア（１）に在圏するときは、「１１１」と判定する。端末２００は、判定結果を、基地局１００へフィードバックする。基地局１００は判定結果に基づいて、端末２００の在圏するエリアを判定し、ビームフォーミングを行って、その方向へ向けてデータを送信する。

図４（Ｄ）は、エリアとサーチ信号の送信の有無との組み合わせ例を表す図である。図４（Ｄ）は、図４（Ａ）から図４（Ｃ）でサーチ信号の送信をエリア毎にまとめたものである。エリア数をＮａ、サーチ信号の送信回数の最小値をＮｐとすると、図４（Ｄ）は、Ｎａ＝７、Ｎｐ＝３におけるビームの組み合わせ例を表している。

図４（Ｄ）において、１回目のサーチ信号の送信で形成されるビームの本数は「４」、２回目と３回目も「４」である。１回のサーチ信号の送信で形成されるビームの本数を、Ｎｂと表す。

本第１の実施の形態では、サーチ信号数決定部１０１は、エリア数Ｎａだけではなく、１回のサーチ信号の送信で形成されるビームの本数Ｎｂを考慮して、サーチ信号の送信回数の最小値Ｎｐを決定している。詳細については動作例で説明する。

そして、サーチ信号数決定部１０１では、エリアとサーチ信号の送信の有無との組み合わせを、最小値Ｎｐ個分、決定する。図４（Ｄ）はその組み合わせの例を示している。サーチ信号数決定部１０１は、決定した組み合わせに関する情報（例えば、エリア番号「１」は「１１１」、エリア番号「２」は「１１０」など）を、ビーム組み合わせ決定部１０２へ出力する。

図３に戻り、ビーム組み合わせ決定部１０２は、組み合わせに関する情報に基づいて、組み合わせを各エリアに割り当てて、ビームサーチが行われる実際のエリアに対して、サーチ信号の送信の有無を割り当てる。例えば、図４（Ｄ）の例では、ビーム組み合わせ決定部１０２は、エリア番号「１」に対して、図４（Ａ）のエリア（１）を割り当て、エリア（１）にビームの組み合わせ「１１１」を割り当てる。ビーム組み合わせ決定部１０２は、各エリアに割り当てたサーチ信号の送信の有無を示す割り当て情報（例えば、エリア（１）は「１１１」、エリア（２）は「１１０」など）を、ビームサーチ用ビーム方向決定部１０３へ出力する。

ビームサーチ用ビーム方向決定部（以下、「サーチ用ビーム方向決定部」と称する場合がある。）１０３は、割り当て情報に従って、ビームサーチ方向を決定する。例えば、サーチ用ビーム方向決定部１０３は、図４（Ａ）において、基地局１００からエリア（４）へ送信するサーチ信号の角度を基準角度「０°」とし、基準角度に対して、サーチ信号を送信する角度を決定する。この基準角度の例は、一例であって、他の例であってもよい。サーチ用ビーム方向決定部１０３は、例えば、決定したビームサーチ方向（例えば、エリア（１）は３０°で「１１１」、エリア（２）は２５°で「１１０」など）を、ビームサーチ用ウェイト計算部１０４へ出力する。

図３に戻り、ビームサーチ用ウェイト計算部（以下、「サーチ用ウェイト計算部」と称する場合がある。）１０４は、ビームサーチ方向に従って、サーチ用データ生成部１０５から出力されたビームサーチ用データに対するウェイト値（又は重み付け値）を計算する。ウェイト値は、例えば、各エリアに送信されるサーチ信号の方向に対応する。サーチ用ウェイト計算部１０４は、例えば、１回の送信で送信される１又は複数のサーチ信号に対して、その各角度の組み合わせに最も近い行列（例えばプリコーディング行列でもよい）を内部メモリから読み出してもよい。サーチ用ウェイト計算部１０４は、計算したウェイト値をウェイト制御部１０６へ出力する。

サーチ用データ生成部１０５は、ビームサーチ用データを生成し、生成したデータをウェイト制御部１０６へ出力する。

ウェイト制御部１０６は、例えば、サーチ用ウェイト計算部１０４から受け取ったウェイト値に従って、ビームサーチ用データに対して、ウェイトをかける（又は重み付けを行う）。ウェイト制御部１０６は、ビームサーチ用のデータに対してウェイトをかけることで、位相が制御されたビームサーチ用のデータを各アンテナ素子１０８−１〜１０８−ｎから送信させることが可能となる。ウェイト制御部１０６は、ウェイトをかけた（又は位相制御された）ビームサーチ用のデータを送信部１０７へ出力する。

送信部１０７は、ビームサーチ用のデータを無線帯域の無線信号へ変換（アップコンバート）する。このため、送信部１０７は、Ｄ／Ａ（Digital to Analogue）変換回路や周波数変換回路などを備えてもよい。送信部１０７は、変換後の無線信号を、サーチ信号として、アンテナ１０８−１〜１０８−ｎへ出力する。

アンテナ１０８−１〜１０８−ｎは、サーチ信号を端末２００へ送信する。サーチ信号は、ウェイトがかけられているため、アンテナ１０８−１〜１０８−ｎは、所定の方向へサーチ信号を送信することができる。

また、アンテナ１０８−１〜１０８−２は、端末２００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を受信部１０９へ出力する。

受信部１０９は、無線信号をベースバンド帯域のベースバンド信号へ変換（ダウンコンバート）し、ベースバンド信号からフィードバック情報を抽出する。受信部１０９は、抽出したフィードバック情報をフィードバック情報受信部１１０へ出力する。

フィードバック情報受信部１１０は、端末２００から送信されたフィードバック情報を受信する。フィードバック情報は、例えば、端末２００においてビームサーチを行った結果を示す情報であり、サーチ信号を受信したか否かの判定結果を示す情報である。フィードバック情報受信部１１０は、フィードバック情報を通信用ビーム方向決定部１１１へ出力する。

通信用ビーム方向決定部１１１は、フィードバック情報に基づいて、通信用ビームの方向を決定する。例えば、図４（Ｄ）の例では、「１１１」のフォードバック情報を得たときは、通信用ビーム方向決定部１１１は、図４（Ａ）のエリア（１）の方向が通信用ビームの方向であることを決定する。通信用ビーム方向決定部１１１は、決定した通信用ビームの方向を、通信用ウェイト計算部１１２へ出力する。

図３に戻り、通信用ウェイト計算部１１２は、通信用ビームの方向に従って、通信用データに対するウェイト値（又は重み付け値）を計算する。このウェイト値も、例えば、各エリアに送信される通信用データの方向に対応している。通信用ウェイト計算部１１２は、例えば、通信用ビームの方向に最も近い値を有する行例（例えば、プリコーディング行列など）を内部メモリから読み出してもよい。通信用ウェイト計算部１１２は、計算したウェイト値を、ウェイト制御部１０６へ出力する。

通信用データ生成部１１３は、通信用のデータを生成する。このようなデータとしては、例えば、文字データや音声データなどのユーザデータがある。通信用データ生成部１１３は、生成した通信用のデータをウェイト制御部１０６へ出力する。

ウェイト制御部１０６は、通信のデータに対して、通信用ウェイト計算部１１２から受け取ったウェイト値に従って、ウェイトをかけ（又は重み付けを行い）、ウェイトがかけられた（又は位相制御された）通信用のデータを送信部１０７へ出力する。送信部１０７は、通信用のデータを無線信号へ変換し、アンテナ１０８−１〜１０８−ｎは、無線信号を端末２００へ送信する。

＜端末装置の構成例＞
図３は、端末２００の構成例を表す図である。端末２００は、アンテナ２０１、受信部２０２、サーチ用信号受信判定部２０３、及びフィードバック情報送信部２０４を備える。

アンテナ２０１は、基地局１００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を受信部２０２へ出力する。また、アンテナ２０１は、フィードバック情報送信部２０４から出力された無線信号を、基地局１００へ送信する。

受信部２０２は、無線信号をベースバンド帯域のベースバンド信号へ変換し、変換後のベースバンド信号に対して復調処理などを施すことで、無線信号からサーチ信号を抽出する。受信部２０２は、抽出したサーチ信号を、サーチ用信号受信判定部２０３へ出力する。

サーチ用信号受信判定部２０３は、受信したサーチ信号に基づいてビームサーチを行い、その結果、サーチ信号を正常に受信できたか否かを判定する。例えば、サーチ用信号受信判定部２０３は、サーチ信号に付加されたＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を利用して、ＣＲＣを行った結果、正常に受信できた（又はＯＫの）ときは「１」、正常に受信できなかった（又はＮＧ（No Good）の）ときは「０」と判定する。サーチ用信号受信判定部２０３は、判定結果をフィードバック情報送信部２０４へ出力する。

フィードバック情報送信部２０４は、判定結果をフィードバック情報として、フィードバック情報に対して変調処理などを施し、更に、変調後のフィードバック情報を無線帯域の無線信号へ変換し、変換後の無線信号をアンテナ２０１へ出力する。

＜ハードウェア構成例＞
図５（Ａ）は、基地局１００のハードウェア構成例を表す図である。

基地局１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３０、メモリ１３１、ＤＳＰ（Digital Processing Unit）１３２、ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）１３３、アップコンバーター１３４を備える。また、基地局１００は、ダウンコンバーター１３５、ＡＤＣ（Analogue to Digital Converter）１３６を備える。

ＣＰＵ１３０は、メモリ１３１に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、サーチ信号数決定部１０１、ビーム組み合わせ決定部１０２、サーチ用ビーム方向決定部１０３、サーチ用ウェイト計算部１０４の機能を実現する。また、ＣＰＵ１４０は、プログラムを実行することで、サーチ用データ生成部１０５、ウェイト制御部１０６、フィードバック情報受信部１１０、通信用ビーム方向決定部１１１、通信用データ生成部１１３の機能を実現する。ＣＰＵ１３０は、例えば、サーチ信号数決定部１０１、ビーム組み合わせ決定部１０２、サーチ用ビーム方向決定部１０３、サーチ用ウェイト計算部１０４に対応する。また、ＣＰＵ１３０は、例えば、サーチ用データ生成部１０５、ウェイト制御部１０６、フィードバック情報受信部１１０、通信用ビーム方向決定部１１１、通信用データ生成部１１３に対応する。

ＤＳＰ１３２は、例えば、ＣＰＵ１３０から受け取ったサーチ用データや通信用データに対して、誤り訂正符号化処理や変調処理などを施して、変調信号をＤＡＣ１３３へ出力する。また、ＤＳＰ１３２は、ＡＤＣ１３６から受け取ったベースバンド信号に対して、復調処理や誤り訂正復号化処理などを施して、フィードバック情報などを抽出し、抽出したフィードバック情報などをＣＰＵ１３０へ出力する。

ＤＡＣ１３３は、ＤＳＰ１３２から受け取ったデジタル変調信号をアナログ変調信号へ変換して、出力する。アップコンバーター１３４は、アナログ変調信号を無線帯域の無線信号へ変換してアンテナ１０８へ出力する。

ダウンコンバーター１３５は、アンテナ１０８から受け取った無線信号をベースバンド帯域のベースバンド信号へ変換し、ＡＤＣ１３６へ出力する。ＡＤＣ１３６は、アナログベースバンド信号をデジタルベースバンド信号へ変換して、ＤＳＰ１３２へ出力する。

ＤＳＰ１３２とＤＡＣ１３３、及びアップコンバーター１３４は、例えば、送信部１０７に対応する。また、ダウンコンバーター１３５、ＡＤＣ１３６、及びＤＳＰ１３２は、例えば、受信部１０９に対応する。

図５（Ｂ）は、端末２００のハードウェア構成例を表す図である。

端末２００は、ＣＰＵ２３０、メモリ２３１、ＤＳＰ２３２、ＤＡＣ２３３、アップコンバーター２３４、ダウンコンバーター２３５、ＡＤＣ２３６を備える。

ＣＰＵ２３０は、メモリ２３１に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、サーチ用信号受信判定部２０３とフィードバック情報送信部２０４の機能を実現する。ＣＰＵ２３０は、例えば、サーチ用信号受信判定部２０３とフィードバック情報送信部２０４に対応する。

ＤＳＰ２３２は、例えば、ＣＰＵ２３０からフィードバック情報などに対して、誤り訂正符号化処理や変調処理などを施して、変調信号をＤＡＣ２３３へ出力する。また、ＤＳＰ２３２は、ＡＤＣ２３６から受け取ったベースバンド信号に対して、復調処理や誤り訂正復号化処理などを施して、通信用データやサーチ用データなどを抽出し、抽出したこれらのデータなどをＣＰＵ２３０へ出力する。

ＤＡＣ２３３は、ＤＳＰ２３２から受け取ったデジタル変調信号をアナログ変調信号へ変換して、出力する。アップコンバーター２３４は、アナログ変調信号を無線帯域の無線信号へ変換してアンテナ２０１へ出力する。

ダウンコンバーター２３５は、アンテナ２０１から受け取った無線信号をベースバンド帯域のベースバンド信号へ変換し、ＡＤＣ２３６へ出力する。ＡＤＣ２３６は、アナログベースバンド信号をデジタルベースバンド信号へ変換して、ＤＳＰ２３２へ出力する。

ＤＳＰ２３２とＤＡＣ２３３、及びアップコンバーター２３４は、例えば、フィードバック情報送信部２０４に対応する。さらに、ダウンコンバーター２３５とＡＤＣ２３６、及びＤＳＰ２３２は、例えば、受信部２０２に対応する。

なお、ＣＰＵ１３０，２３０に代えて、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）やＤＳＰ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプロセッサやコントローラなどであってもよい。

＜動作例＞
図６は、基地局１００の動作例を表すフローチャートである。本動作例では、基地局１００は、ビームサーチが行われる各エリアに対して、サーチ信号の送信の有無の組み合わせを決定する。

図７は、そのような組み合わせを表形式で表したものである。図７において、縦方向は、各エリアのエリア番号を示す。図７の例では、エリア番号は「１」から「２０」まである。エリア数Ｎａ＝２０となる。また、横方向は、サーチ信号の送信回数を示す。図７の例では、サーチ信号数は、「１」から「６」まである。送信回数の最小値Ｎｐは、Ｎｐ＝６となる。なお、以下の例においても、１つのサーチ信号により１つのビームが形成されるものとして説明する。

基地局１００では、エリア数Ｎａと、１回のビームサーチ信号の送信により形成されるビームの本数Ｎｂとに基づいて、全エリアにおいてビームサーチが行われるためのサーチ信号の送信回数の最小値Ｎｐを決定する。図７の例では、サーチ信号を送信する各回において、Ｎｂ＝６という制約を課して、全エリアにおいてビームサーチが行われるためには、送信回数の最小値としてＮｐ＝６回の送信を行わせるようにした例を表している。

ビームの本数Ｎｂを少なくすればするほど、１回の送信で送信されるサーチ信号数は少なくなる。他方、１回のサーチ信号の送信で利用される送信電力は一定である。従って、１回の送信で送信されるサーチ信号数が少なくなればなるほど、１つのサーチ信号に与える送信電力は大きくなる。１つのサーチ信号に与える送信電力が大きくなればなるほど、１つのサーチ信号を遠くに届かせることが可能となる。１つのサーチ信号に与える送信電力の大きさを、例えば、ビーム利得と称する場合がある。ビーム本数Ｎｂが少なくなればなるほど、ビーム利得は高くなる。

本第１の実施の形態では、基地局１００は、ビーム利得を高めて、サービスエリア端に在圏する端末２００へサーチ信号を届かせるようにし、かつ、全エリアでビームサーチが行われるようにビームの組み合わせを決定するようにしている。

図６に示すように、基地局１００は、処理を開始すると、ビームサーチ信号の送信回数（以下、「サーチ信号数」と称する場合がある。）Ｎｐを仮決定する（Ｓ１０）。例えば、サーチ信号数決定部１０１は、サーチ信号数Ｎｐ＝６を仮決定する。

次に、基地局１００は、エリアに向けるビーム数ｉ（ｉ＝１〜Ｎｐ）のビームの組み合わせ数_ｎｐＣ_ｉを用意する（Ｓ１１）。

図８は、ビームの組み合わせ数_ｎｐＣ_ｉの例を表す図である。サーチ信号数Ｎｐ＝６の場合、６回のサーチ信号数の各回でビーム数が「１」となる組み合わせは、_６Ｃ_１＝６となる。図８の例では、エリア番号「１」から「６」の各エリアにビーム数「１」が割り当てられている。

同様にして、６回のサーチ信号数の各回でビーム数が「２」となる組み合わせ数は、_６Ｃ_２＝１５となる。図８の例では、エリア番号「７」から「２１」の各エリアにビーム数「２」が割り当てられている。

同様にして、６回のサーチ信号数の場合、ビーム数が「３」の組み合わせ数は、_６Ｃ_３＝２０となり、ビーム数が「４」の組み合わせ数は、_６Ｃ_４＝１５となる。さらに、ビーム数が「５」と「６」の組み合わせ数は、それぞれ、_６Ｃ_５＝６、_６Ｃ_６＝１となる。例えば、ビームサーチ信号数決定部１０１は、_６Ｃ_１から_６Ｃ_６までの値を計算する。

図６に戻り、次に、基地局１００は、ｊに「１」を代入する（Ｓ１２）。ｊは、例えば、エリアに向けるビーム本数を表す。例えば、サーチ信号数決定部１０１は、ｊを「１」から順に「Ｎｐ」まで変化させて、以下の計算を行うようにしている。

次に、基地局１００は、エリアに向けるビーム本数が少ない方からビームの組み合わせ数Ｎａ’を計算する（Ｓ１３）。例えば、サーチ信号数決定部１０１は、内部メモリから以下の式を読み出して、Ｓ１１で用意したビームの組み合わせ数_ｎｐＣ_ｉを式に代入すればよい。

例えば、上述した例では、ｊ＝１のとき、Ｎａ’＝_６Ｃ_１＝６となり、ｊ＝２のとき、Ｎａ’＝_６Ｃ_１＋_６Ｃ_２＝２１となる。

次に、基地局１００は、Ｎａ’＞Ｎａか否かを判定する（Ｓ１４）。ここでは、例えば、サーチ信号数決定部１０１は、ビームの組み合わせ数Ｎａ’がエリア数Ｎａよりも多くなっているか否かを判定する。ｊ＝１のときは、Ｎａ’＝６となり、Ｎａ’＞Ｎａ＝６３とはならないため、サーチ信号数決定部１０１は、エリア数Ｎａよりも多いビームの組み合わせ数Ｎａ’とはなっていない、と判定する。

基地局１００は、Ｎａ’＞Ｎａではないと判定したとき（Ｓ１４でＮｏ）、ｊ＝Ｎｐか否かを判定する（Ｓ１５）。例えば、サーチ信号数決定部１０１は、ｊを１ずつ増やしながら「Ｎｐ」となるまで、Ｎａ’の加算処理（Ｓ１３）を繰り返すことになるが、本処理において、ｊが、仮決定したサーチ信号数「Ｎｐ」となっているか否かを判定している。具体的には、サーチ信号数決定部１０１は、組み合わせ数Ｎａ’がエリア数Ｎａ以下のとき、Ｓ１５以降の処理を行う。

基地局１００は、ｊ＝Ｎｐではないとき（Ｓ１５でＮｏ）、ｊに１を加算し、Ｎａ’を計算する（Ｓ１６，Ｓ１３）。例えば、サーチ信号数決定部１０１は、ｊ＝ｊ＋１とし、加算後のｊを利用して、Ｎａ’を計算する。上述した例では、サーチ信号数決定部１０１は、ｊ＝２として、Ｎａ’を計算し、Ｎａ’＝_６Ｃ_１＋_６Ｃ_２＝２１を得る。以降、サーチ信号数決定部１０１は、Ｎａ’＞Ｎａではないとき、ｊに１を加算して、仮決定したＮｐとなるまで、Ｎａ’の計算を繰り返す。

一方、基地局１００は、ｊ＝Ｎｐのとき（Ｓ１５でＹｅｓ）、仮決定したサーチ信号数Ｎｐを「１」増やす（Ｓ１７）。例えば、サーチ信号数決定部１０１では、ｊに１を加算して、ｊ＝ＮｐまでＮａ’を計算したものの、エリア数Ｎａよりも多いサーチ信号の組み合わせ数を作成できなかった（又は、Ｎａ’＞Ｎａとはならなかった）。そのため、サーチ信号数決定部１０１は、仮決定したサーチ信号数Ｎｐに「１」を加算して、再度、エリア数Ｎａよりも多いサーチ信号の組み合わせ数を計算する（Ｓ１１からＳ１６）。上述した例では、エリア数Ｎａ＝６４の場合、ｊ＝Ｎｐ＝６となっても、Ｎａ’＝６＋１５＋２０＋１５＋６＋１＝６３＜６４＝Ｎａとなるため、Ｎａ’＞Ｎａを満たさない（Ｓ１４でＮｏ）。この場合、サーチ信号数決定部１０１は、サーチ信号数をインクリメントして、「７」に仮決定して、エリア数Ｎａよりも多いビームの組み合わせ数Ｎａ’となるまで、Ｓ１１からＳ１７の処理を繰り返す。

一方、基地局１００は、Ｎａ’＞Ｎａと判定したとき（Ｓ１４でＹｅｓ）、Ｎａ’個のビームの組み合わせの中からビーム本数が出来るだけ均等になるようなＮａ個を選択する（Ｓ１８）。

図９（Ａ）は、エリア数Ｎａ＝２０の場合において、Ｓ１１からＳ１７までの処理を行った結果、サーチ信号数の最小値Ｎｐ＝７、Ｎａ’＝２８個（＝_７Ｃ_１＋_７Ｃ_２＝２８）のビームの組み合わせを得た場合の例である。図９（Ａ）も、縦方向はエリア番号、横方向はサーチ信号数をそれぞれ表し、表中の「１」はサーチ信号が送信されるエリアを示す。

例えば、サーチ信号数決定部１０１は、Ｓ１５により、Ｎａ’＝２８個のビームの組み合わせの中から、Ｎａ＝２０個のビームを、ビーム本数が均等になるように選択する。「均等」とは、例えば、サーチ信号の送信回数が「１」（又はＮｐ＝１），「２」（又はＮｐ＝２），…の各回において、ビームの本数が同じになるように、という意味である。

図９（Ｂ）は、ビームの組み合わせ数Ｎａ’＝２７個の中から、Ｎａ＝２０個を、エリア番号「１」から順番に選択した場合の例を表す図である。この場合、ビームの送信回数「１」から「７」までの各回のビームの本数は、「７」、「７」、「５」、「５」、「４」、「３」、「３」となっており、各回におけるビームの本数は「均等」にはなっていない。

一方、図９（Ｃ）は、Ｎａ’＝２７個の中から、Ｎａ＝２０個を、ビームの本数が均等になるように選択した場合の例を表す図である。この場合、送信回数「１」から「５」までのビームの本数は「５」、送信回数「６」と「７」のときのビームの本数は「４」となり、図９（Ｂ）と比較して明らかに「均等」になっている。具体的な選択方法については後述する。ここでは、例えば、サーチ信号数決定部１０１において、Ｎａ’個のビームの組み合わせの中からＮａ個を選択する。

なお、Ｎａは、エリア数として説明したが、エリア数分のビームの組み合わせがあることから、以下では、エリア数と、ビームの組み合わせ数とは同じになる。以下では、エリア数Ｎａと、ビームの組み合わせ数Ｎａとを区別しないで用いる場合がある。

図６に戻り、次に、基地局１００は、各サーチ信号のビーム本数がＮｂ以下となる組み合わせが存在するか否かを判定する（Ｓ１９）。例えば、サーチ信号数決定部１０１は、選択したＮａ個の組み合わせについて、サーチ信号の各回の送信で、各々、ビームの本数がＮｂ以下となっているか否かを判定する。

例えば、図９（Ｃ）の例では、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数「１」から「７」の各々において、Ｎｂ＝５以下となっているか否かを判定する。

図６に戻り、基地局１００は、選択したＮａ個の組み合わせについて、ビーム本数がＮｂ以下となる組み合わせが存在しないとき（Ｓ１９でＮｏ）、サーチ信号数を「１」増やし、Ｎｐ＋１として、Ｓ１１以降の処理を行う（Ｓ１７）。

この場合は、例えば、サーチ信号数決定部１０１において、ビームの組み合わせ数Ｎａ’個の中から、Ｎａ個を選択したものの、その組み合わせでは、サーチ信号の送信１回あたりのビームの本数がＮｂよりも多くなる組み合わせが含まれている。この場合、サーチ信号数決定部１０１は、ビームの送信回数を「１」増やして、再度、ビームの組み合わせを選択する（Ｓ１１〜Ｓ１８）。

一方、基地局１００は、ビーム本数がＮｂ以下となる組み合わせが存在すると判定したとき（Ｓ１９でＹｅｓ）、選択したＮａ個のビームの組み合わせを、任意のエリアに割り当てる（Ｓ２０）。

例えば、図９（Ｃ）の例では、送信回数「１」から「７」の各回において、ビーム数はＮｂ以下となっているため、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数がＮｂ以下となる組み合わせが存在すると判定する。この場合、サーチ信号数決定部１０１は、各エリアに対するサーチ信号の送信有無の組み合わせを示す情報を、ビーム組み合わせ決定部１０２へ出力する。ビーム組み合わせ決定部１０２は、各エリア番号に対応する基地局１００のエリアに対して、サーチ信号の送信の有無を割り当てる。

結局、基地局１００は、ビームの組み合わせ数Ｎａ’個のビームの組み合わせから、エリア数Ｎａ個の組み合わせを選択し（Ｓ１８）、選択した組み合わせについて、送信回数毎にビームの本数が全てＮｂ以下となっていれば（Ｓ１９でＹｅｓ）、Ｎｐが最小値として決定される。選択した組み合わせについて１つでもビームの本数がＮｂよりも多いとき（Ｓ１９でＮｏ）は、Ｎｐを１つ増やして（Ｓ１７）、仮決定が維持される。従って、Ｓ１９でＹｅｓの場合に、仮決定したＮｐは、送信回数の最小値Ｎｐとなる。例えば、サーチ信号数決定部１０１は、Ｓ１９でＹｅｓの場合において、仮決定したＮｐを、送信回数の最小値Ｎｐとして決定することができる。

図６に戻り、次に、基地局１００は、サーチ信号の送信によりビームを形成し、端末２００は、サーチ信号を利用してビームサーチを行う（Ｓ２１）。例えば、基地局では以下の処理を行う。

すなわち、ビーム組み合わせ決定部１０２は、各エリアに対するサーチ信号の送信の有無を示す割り当て情報を、サーチ用ビーム方向決定部１０３へ出力する。サーチ用ビーム方向決定部１０３は、割り当て情報に基づいて、基準角度に対するビームの送信角度を、サーチ用ウェイト計算部１０４へ出力する。サーチ用ウェイト計算部１０４は、送信角度に対応するウェイト値を計算し、ウェイト制御部１０６へ出力する。ウェイト制御部１０６は、ウェイト値に基づいて、サーチ用データにウェイトをかけて、送信部１０７へ出力し、送信部１０７はサーチ信号として端末２００へ送信する。端末２００では、サーチ信号に基づいてビームサーチを行う。

＜ビームの本数が均等になるようにビームの組み合わせ数Ｎａを選択する選択方法＞
次に、ビームの本数が均等になるようにビームの組み合わせ数Ｎａを選択する選択方法（Ｓ１８）について説明する。

具体例としては、図９（Ａ）によるビームの組み合わせ数Ｎａ’＝２７個の中から、図９（Ｃ）に示すビームの組み合わせ数Ｎａ＝２０個を選択する場合の例で説明する。ただし、以下で説明する選択方法は、一例であって、他の公知の選択方法であってもよい。

最初に、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数毎にエリア数を加算して、エリア数Ｎａ＝２０となるようにする。

図１０は、図９（Ａ）と同じ、Ｎａ’＞Ｎａを満たすビームの組み合わせ例を表す図である。図１０の例では、送信回数「１」回のエリア数は「７」、送信回数「２」回のエリア数は「２１」個ある。送信回数が少ない方から順に加算するとして、送信回数「１」回の全エリア「７」と、送信回数「２」回のエリア「１３」個を加算して、Ｎａ＝２０個となる。

次に、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数「１」回あたりのビーム本数の目安を計算する。図１０の例では、１×７＋２×１３＝３３／（７（＝Ｎｐ））＝４．７１４…となる。従って、この例では、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数「１」回あたりのビーム本数の目安として、「５」本とする。

次に、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数の目安以下で、延べ本数となるような本数の割り当ての組み合わせを決定する。図１０の例では、「５」本以下で、延べ本数「３３」となる組み合わせは、「５×５＋４×２」と「５×６＋３×１」の２つがある。サーチ信号数決定部１０１は、例えば、「５×５＋４×２」を選択する。この場合、サーチ信号数決定部１０１は、「５×６＋３×１」を選択してもよい。

次に、サーチ信号数決定部１０１は、各送信回数において、ビーム本数を割り当てる。図１０の例では、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数「１」から「５」回目までは、すべて「５」本のビーム数、送信回数「６」及び「７」回目は、「４本」のビーム数とすることを決定する。

次に、サーチ信号数決定部１０１は、各送信回数において、送信するビームを決定する。

図１０の例において、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数「１」回目のビームの組み合わせとして、例えば、以下のようにして、５本のビームを選択する。

すなわち、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数が「１」であるエリア番号「１」を無条件で選択する。次に、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数が「２」であるエリア番号「８」から「１３」の中から、４つを選択することになるが、エリア番号が若い順に、エリア番号「８」から「１１」までの４つを選択する。サーチ信号数決定部１０１は、エリア番号「１２」と「１３」の２つの組み合わせを選択しない。

送信回数「１」回目では、サーチ信号数決定部１０１は、エリア番号「１」、「８」から「１１」までの組み合わせを選択する。選択数が「５」のため、１回目に選択されるビーム本数である「５」（Ｎｂ＝５）を満たす。

図１１は、送信回数「２」回目のビームの組み合わせの選択例を表す図である。サーチ信号数決定部１０１は、例えば、以下のようにして、送信回数「２」回目として、５本のビームを選択する。

すなわち、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数が「１」であるエリア番号「２」を無条件に選択する。また、サーチ信号数決定部１０１は、１回目の送信で選択したエリア番号「８」も無条件に選択する。次に、サーチ信号数決定部１０１は、エリア番号「１４」から「１８」において、３つの組み合わせを選択する。この場合、１回目の送信で選択されなかったエリア番号「１２」と「１３」のビームの組み合わせに着目すると、送信回数「６」回目と送信回数「７」回目にビームの送信がそれぞれ行われる組み合わせとなっている。エリア番号「１４」から「１８」において、送信回数「６」回目と「７」回目においてビームをそれぞれ送信する組み合わせとなっているのは、エリア番号「１７」と「１８」の組み合わせである。従って、サーチ信号数決定部１０１は、エリア番号「１４」から「１８」の中から、「１７」と「１８」の組み合わせを選択する。

ここでは、例えば、１つ前の送信回数において選択されなかった組み合わせの中から、他の送信回数で送信される組み合わせを、今回の送信回数で選択するようにすることで、ビーム本数が各送信回数で均等にするように選択している。

残り１つの選択は、エリア番号「１４」から「１６」のうち、サーチ信号数決定部１０１は、最も若いエリア番号「１４」の組み合わせを選択する。

まとめると、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数「２」回目のビームの組み合わせとして、エリア番号「２」、「８」、「１４」、「１７」、及び「１８」を選択する。選択数が「５」のため、２回目に選択されるビーム本数である「５」（Ｎｂ＝５）を満たす。

図１２は、送信回数「３」回目のビームの組み合わせの選択例を表す図である。サーチ信号数決定部１０１は、例えば、以下のようにして、送信回数「３」回目として、５本のビームを選択する。

すなわち、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数が「１」であるエリア番号「３」を無条件に選択する。また、サーチ信号数決定部１０１は、１回目の送信回数で選択されたエリア番号「９」も無条件で選択する。さらに、サーチ信号数決定部１０１は、２回目の送信回数で選択されたエリア番号「１４」も無条件に選択する。次に、サーチ信号数決定部１０１は、エリア番号「１９」から「２２」の中から２つの組み合わせを選択する。この場合、２回目の送信で選択されなかったエリア番号「１５」と「１６」に着目すると、エリア番号「１５」と「１６」では、送信回数「４」回目と「５」回目においてビームをそれぞれ送信する組み合わせとなっている。エリア番号「１９」から「２２」の中で、送信回数「４」回目と「５」回目においてビームをそれぞれ送信する組み合わせは、エリア番号「１９」と「２０」である。従って、サーチ信号数決定部１０１は、エリア番号「１９」から「２２」の中から、「１９」と「２０」の組み合わせを選択する。

まとめると、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数「３」回目のビームの組み合わせとして、エリア番号「３」、「９」、「１４」、「１９」、「２０」を選択する。選択数が「５」のため、「３」回目に選択されるビーム本数である「５」（Ｎｂ＝５）を満たす。

図１３は、送信回数「４」回目のビームの組み合わせの選択例を表す図である。サーチ信号数決定部１０１は、例えば、以下のようにして、送信回数「４」回目として、５本のビームを選択する。

すなわち、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数が「１」であるエリア番号「４」を無条件に選択する。また、サーチ信号数決定部１０１は、１回目の送信回数で選択されたエリア番号「１０」も無条件で選択する。さらに、サーチ信号数決定部１０１は、３回目の送信回数で選択されたエリア番号「１９」も無条件に選択する。次に、サーチ信号数決定部１０１は、エリア番号「２３」から「２５」の中から２つの組み合わせを選択する。この場合、３回目の送信で選択されなかったエリア番号「２１」と「２２」に着目すると、エリア番号「２１」と「２２」では、送信回数「６」回目と「７」回目においてビームをそれぞれ送信する組み合わせとなっている。エリア番号「２３」から「２５」の中で、送信回数「６」回目と「７」回目においてビームをそれぞれ送信する組み合わせは、エリア番号「２４」と「２５」である。従って、サーチ信号数決定部１０１は、エリア番号「２３」から「２５」の中から、「２４」と「２５」の組み合わせを選択する。

まとめると、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数「４」回目のビームの組み合わせとして、エリア番号「４」、「１０」、「１９」、「２４」、「２５」を選択する。選択数が「５」のため、４回目に選択されるビーム本数である「５」（Ｎｂ＝５）を満たす。

図１４は、送信回数「５」回目のビームの組み合わせの選択例を表す図である。サーチ信号数決定部１０１は、例えば、以下のようにして、送信回数「５」回目として、５本のビームを選択する。

すなわち、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数が「１」であるエリア番号「５」、１回目の送信回数で選択されたエリア番号「１１」、３回目の送信回数で選択されたエリア番号「２０」を無条件に選択する。サーチ信号数決定部１０１は、残りのエリア番号「２６」と「２７」を自動的に選択する。

送信回数「５」回目では、サーチ信号数決定部１０１は、エリア番号「５」、「１１」、「２０」、「２６」、「２７」の組み合わせを選択する。選択数が「５」のため、５回目に選択されるビーム本数である「５」（Ｎｂ＝５）を満たす。

図１５は、送信回数「６」回目のビームの組み合わせの選択例を表す図である。サーチ信号数決定部１０１は、例えば、以下のようにして、送信回数「６」回目として、４本のビームを選択する。

すなわち、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数が「１」であるエリア番号「６」、２回目の送信回数で選択されたエリア番号「１７」、４回目の送信回数で選択されたエリア番号「２４」、５回目の送信回数で選択されたエリア番号「２６」を無条件に選択する。これにより、６回目に選択されるビーム本数である「４」（＜Ｎｂ＝５）全て選択したことになる。

また、図１５は、送信回数「７」回目のビームの組み合わせの選択例を表す図である。サーチ信号数決定部１０１は、例えば、以下のようにして、送信回数「７」回目として、４本のビームを選択する。

すなわち、サーチ信号数決定部１０１は、ビーム本数が「１」であるエリア番号「７」、２回目の送信回数で選択されたエリア番号「１８」、４回目の送信回数で選択されたエリア番号「２５」、５回目の送信回数で選択されたエリア番号「２７」を無条件に選択する。これにより、７回目に選択されるビーム本数である「４」（＜Ｎｂ＝５）全て選択したことになる。

以上により、例えば、ビームの本数が均等になるようにビームの組み合わせ数Ｎａが選択され、図９（Ｃ）に示すビームの組み合わせを得ることが可能となる。

図１６（Ａ）から図１６（Ｃ）は、各送信回数でビームの本数が「４」の場合の、ビームの形成例を表す図である。一方、図１６（Ｄ）から図１６（Ｆ）は、各送信回数でビームの本数が「２」の場合の、ビームの形成例を表す図である。これらの図に示すように、１回の送信で送信されるビームの本数が少なければ少ないほど、基地局１００はビームを遠くに送信することが可能となる。

従って、図１６（Ｆ）に示すように、エリア端に在圏する端末２００にサーチ信号を届かせることが可能となり、端末２００は、このサーチ信号を利用してビームサーチを行うことで、正確な判定結果を基地局１００へフィードバックすることができる。そして、基地局１００は、端末２００がどのエリアに在圏するかを正確に把握して、その方向へデータを送信することができる。

端末２００へサーチ信号が届かない場合、基地局１００は、端末２００の方向を把握することができず、何回もデータの送信を繰り返す場合がある。この場合、端末２００に対するスループットが低下する場合がある。

しかし、本第１の実施の形態では、基地局１００は、サーチ期間で取得した端末２００の方向へ向けて１回のデータ送信で、端末２００へデータを届かせることが可能となる。これにより、本無線通信システム１０は、スループットを向上させることが可能となる。

［その他の実施の形態］
第１の実施の形態では、送信回数の最小値Ｎｐを算出する例について説明した。この場合、最小値Ｎｐの送信回数で各エリアにサーチ信号を送信しても、サーチ信号が伝搬される伝搬環境により、端末２００において正常に受信判定を行うことができない場合もある。そこで、基地局１００は、送信回数に冗長性を持たせるようにしてもよい。

図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）はかかる場合のビームの組み合わせの例を表す図である。図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）に示すように、サーチ信号の送信回数は、最小値Ｎｐ＝７に対して、「６」を加算した「１３」となる。

例えば、サーチ信号数決定部１０１は、図６のＳ１８の際に、算出したサーチ信号の送信回数の最小値Ｎｐに対して、最小値Ｎｐより多い送信回数を決定する。具体的には、例えば、サーチ信号数決定部１０１は、予め決められた個数（例えば、Ｎｐ＝７に対して、「６」など）の送信回数を最小値Ｎｐに加算する。この場合、サーチ信号数決定部１０１は、加算した送信回数に基づいて、Ｎａ’個のビームサーチの組み合わせの中から、Ｎａ個の組み合わせを選択すればよい。選択方法は、上述した＜ビームの本数が均等になるようにビームの組み合わせ数Ｎａを選択する選択方法＞を利用すればよい。すなわち、サーチ信号数決定部１０１は、エリア数と、１回のビームサーチ信号の送信により形成されるビームの本数とに基づいて、全エリアにおいてビームサーチが行われるためのサーチ信号の送信回数（図１７（Ａ）の例では「１３」）を決定する。そして、サーチ信号数決定部１０１は、送信回数分の、エリアとビームの有無との組み合わせを決定する。

また、上述した第１の実施の形態では、基地局１００においてビームフォーミングを行い、端末２００においてビームサーチを行う例について説明した。例えば、端末２００においてビームフォーミングを行い、基地局１００においてビームサーチを行うようにしてもよい。この場合、端末２００の構成例は、図２に示すものとなり、基地局１００の構成例は、図３に示すものとなる。端末２００において、エリア数と、１回のサーチ信号の送信で形成されるビームの本数とに基づいて、全エリアにおいてビームサーチが行われるためのサーチ信号の送信回数（の最小値）を決定し、その送信回数分の、エリア毎のビームの組み合わせを決定すればよい。そして、端末２００は、その組み合わせに従って、サーチ信号を基地局１００へ送信し、各エリアに配置された基地局１００がサーチ信号に基づいてビームサーチを行えばよい。

さらに、上述した第１の実施の形態では、１つのサーチ信号により１つのビームが形成されるものとして説明した。例えば、複数のサーチ信号により１つのビームが形成されてもよい。この場合、１回のサーチ信号の送信によって、複数のサーチ信号が同時に基地局１００から送信されることで、１のビームが形成されてもよい。

以上まとめると、付記のようになる。

（付記１）
他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置において、
ビームサーチが行われるエリアのエリア数と、前記無線通信装置によるビームサーチ信号の１回の送信により前記各エリアに形成されるビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチが行われる全エリアにおいてビームサーチが行われるための前記ビームサーチ信号の送信回数を決定し、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを前記送信回数分決定するビームサーチ信号数決定部と、
前記決定した組み合わせに従って、前記ビームサーチ信号を前記他の無線装置へ送信する送信部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。

（付記２）
前記ビームサーチ信号数決定部は、前記エリア数と前記ビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチ信号の送信回数の最小値を決定し、前記エリアを前記ビームの有無との組み合わせを前記最小値分決定することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記３）
前記ビームサーチ信号数決定部は、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせ数が、前記エリア数よりも多くなるまで、前記各エリアに形成されるビームの本数を「１」から順に増加させて、前記組み合わせ数を計算し、前記組み合わせ数個の組み合わせから前記エリア数個の組み合わせを選択し、選択した各組み合わせにおける前記各エリアのビームの本数が全て前記ビーム本数以下となるときの送信回数を前記送信回数の最小値として決定することを特徴とする付記２記載の無線通信装置。

（付記４）
前記ビームサーチ信号数決定部は、選択した各組み合わせにおける前記各エリアのビームの本数が前記ビーム本数よりも多い組み合わせがあるとき、前記送信回数をインクリメントし、インクリメント後の前記送信回数に基づいて、選択した各組み合わせにおける前記各エリアのビームの本数が全て前記ビーム本数以下となるときの前記インクリメント後の送信回数を前記送信回数の最小値として決定することを特徴とする付記３記載の無線通信装置。

（付記５）
前記ビームサーチ信号数決定部は、前記送信回数として仮の回数を決定し、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせ数を計算した結果、該組み合わせ数が前記エリア数以下となるとき、前記仮の回数となるまで、前記組み合わせ数を計算し、計算した結果、前記組み合わせ数が前記エリア数以下となるとき、前記仮の回数をインクリメントし、インクリメント後の前記仮の回数に基づいて、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせ数が、前記エリア数よりも多くなるまで、前記各エリアに形成されるビームの本数が「１」から順に前記組み合わせ数を計算することを特徴とする付記３記載の無線通信装置。

（付記６）
前記ビームサーチ信号数決定部は、前記組み合わせ数を計算した結果、前記組み合わせ数が前記エリア数よりも多くなったとき、前記組み合わせ数個の組み合わせから前記エリア数個の組み合わせを選択し、選択した各組み合わせにおける前記各エリアのビームの本数が全て前記ビーム本数以下となるときの前記仮の回数が、前記送信回数の最小値として決定することを特徴とする付記５記載の無線通信装置。

（付記７）
前記ビームサーチ信号数決定部は、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを、前記最小値よりも多い前記送信回数分、決定することを特徴とする付記２記載の無線通信装置。

（付記８）
更に、決定した組み合わせを前記エリアに割り当てるビーム組み合わせ決定部と、
前記エリアに割り当てた組み合わせに従って、ビームサーチ方向を決定するビームサーチ方向決定部と、
前記ビームサーチ方向に従って、ビームサーチ用データに対するウェイト値を計算するビームサーチ用ウェイト計算部と、
前記ビームサーチ用データに対して、前記ウェイト値で重み付けを行うウェイト制御部と、
重み付けされた前記ビームサーチ用データを無線帯域の前記ビームサーチ信号に変換し、前記ビームサーチ信号を、アンテナ素子を介して前記他の無線通信装置へ送信する送信部１０７と
を備えることを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記９）
更に、前記ビームサーチ信号によるビームサーチの結果を示すフィードバック情報を前記他の無線通信装置から受信するフィードバック情報受信部と、
前記フィードバック情報に基づいて、通信用ビームの方向を決定する通信用ビーム方向決定部と、
前記通信用ビーム方向に従って、通信用データに対して重み付けを行うウェイト制御部とを備え、
前記送信部は、重みつけられた前記通信用データを前記他の無線通信装置へ送信することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記１０）
前記無線通信装置は基地局装置であり、前記他の無線通信装置は端末装置、又は、前記無線通信装置は端末装置であり、前記他の無線通信装置は基地局装置であることを特徴とする付記２記載の無線通信装置。

（付記１１）
無線通信装置と、
前記無線通信装置と無線通信を行う他の無線通信装置と
を備える無線通信システムにおいて、
前記無線通信装置は、
ビームサーチが行われるエリアのエリア数と、前記無線通信装置によるビームサーチ信号の１回の送信により前記各エリアに形成されるビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチが行われる全エリアにおいてビームサーチが行われるための前記ビームサーチ信号の送信回数を決定し、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを前記送信回数分決定するビームサーチ信号数決定部と、
前記決定した組み合わせに従って、前記ビームサーチ信号を前記他の無線装置へ送信する送信部と
を備え、
前記他の無線通信装置は、
前記ビームサーチ信号を受信する受信部と、
前記ビームサーチ信号に基づいてビームサーチを行うビームサーチ用信号受信判定部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。

（付記１２）
ビームサーチ信号数決定部と送信部とを有し、他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置におけるビームサーチ信号送信方法であって、
前記ビームサーチ信号数決定部により、ビームサーチが行われるエリアのエリア数と、前記無線通信装置によるビームサーチ信号の１回の送信により前記各エリアに形成されるビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチが行われる全エリアにおいてビームサーチが行われるための前記ビームサーチ信号の送信回数を決定し、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを前記送信回数分決定し、
前記送信部により、前記決定した組み合わせに従って、前記ビームサーチ信号を前記他の無線装置へ送信する
ことを特徴とするビームサーチ信号送信方法。

１０：無線通信システム １００：基地局装置
１０１：ビームサーチ信号数決定部 １０２：ビーム組み合わせ決定部
１０３：ビームサーチ用ビーム方向決定部
１０４：ビームサーチ用ウェイト計算部 １０５：サーチ用データ生成部
１０６：ウェイト制御部 １０７：送信部
１０８−１〜１０８−ｎ：アンテナ １０９：受信部
１１０：フィードバック情報受信部 １１１：通信用ビーム方向決定部
１１２：通信用ウェイト計算部 １１３：通信用データ生成部
１３０：ＣＰＵ
２００：端末装置 ２０１：アンテナ
２０２：受信部 ２０３：サーチ用信号受信判定部
２０４：フィードバック情報送信部

Claims (6)

1. 他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置において、
   ビームサーチが行われるエリアのエリア数と、前記無線通信装置によるビームサーチ信号の１回の送信により前記各エリアに形成されるビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチが行われる全エリアにおいてビームサーチが行われるための前記ビームサーチ信号の送信回数を決定し、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを前記送信回数分決定するビームサーチ信号数決定部と、
   前記決定した組み合わせに従って、前記ビームサーチ信号を前記他の無線装置へ送信する送信部と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記ビームサーチ信号数決定部は、前記エリア数と前記ビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチ信号の送信回数の最小値を決定し、前記エリアを前記ビームの有無との組み合わせを前記最小値分決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記ビームサーチ信号数決定部は、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせ数が、前記エリア数よりも多くなるまで、前記各エリアに形成されるビームの本数を「１」から順に増加させて、前記組み合わせ数を計算し、前記組み合わせ数個の組み合わせから前記エリア数個の組み合わせを選択し、選択した各組み合わせにおける前記各エリアのビームの本数が全て前記ビーム本数以下となるときの送信回数を前記送信回数の最小値として決定することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記ビームサーチ信号数決定部は、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを、前記最小値よりも多い前記送信回数分、決定することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
5. 無線通信装置と、
   前記無線通信装置と無線通信を行う他の無線通信装置と
   を備える無線通信システムにおいて、
   前記無線通信装置は、
   ビームサーチが行われるエリアのエリア数と、前記無線通信装置によるビームサーチ信号の１回の送信により前記各エリアに形成されるビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチが行われる全エリアにおいてビームサーチが行われるための前記ビームサーチ信号の送信回数を決定し、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを前記送信回数分決定するビームサーチ信号数決定部と、
   前記決定した組み合わせに従って、前記ビームサーチ信号を前記他の無線装置へ送信する送信部と
   を備え、
   前記他の無線通信装置は、
   前記ビームサーチ信号を受信する受信部と、
   前記ビームサーチ信号に基づいてビームサーチを行うビームサーチ用信号受信判定部と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
6. ビームサーチ信号数決定部と送信部とを有し、他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置におけるビームサーチ信号送信方法であって、
   前記ビームサーチ信号数決定部により、ビームサーチが行われるエリアのエリア数と、前記無線通信装置によるビームサーチ信号の１回の送信により前記各エリアに形成されるビームの本数とに基づいて、前記ビームサーチが行われる全エリアにおいてビームサーチが行われるための前記ビームサーチ信号の送信回数を決定し、前記エリアと前記ビームサーチ信号の有無との組み合わせを前記送信回数分決定し、
   前記送信部により、前記決定した組み合わせに従って、前記ビームサーチ信号を前記他の無線装置へ送信する
   ことを特徴とするビームサーチ信号送信方法。

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