特開 2022-185509 通信装置および通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022185509

(43)【公開日】2022-12-14

(54)【発明の名称】通信装置および通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/06 20060101AFI20221207BHJP

   H04B 7/08 20060101ALI20221207BHJP

   H01Q 3/26 20060101ALI20221207BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20221207BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20221207BHJP

【ＦＩ】

H04B7/06 950

H04B7/08 800

H01Q3/26 Z

H01Q1/24 Z

H04W16/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021093249

(22)【出願日】2021-06-02

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、 国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「ポスト５Ｇ情報通信システム基盤強化研究開発事業／ポスト５Ｇ情報通信システムの開発／基地局ＲＵの高性能化技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104190

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 昭徳

(72)【発明者】

【氏名】芝 祥一

【テーマコード（参考）】

5J021

5J047

5K067

【Ｆターム（参考）】

5J021AA05

5J021AA09

5J021FA13

5J021GA01

5J021HA02

5J047AA02

5J047AA03

5J047AB03

5J047FD01

5K067AA23

5K067EE02

5K067EE10

5K067EE41

5K067KK02

(57)【要約】

【課題】装置の設置状態にかかわらず、ビームＩＤごとにオンサイト上で適切なカバー面積にできること。
【解決手段】通信装置１００は、複数のビームＩＤ１～ｎに対しビームフォーミングを行いオンサイト上の端末と無線通信し、ビームＩＤ１～ｎごとにアンテナが放射するビーム幅のビーム制御情報を記憶する記憶部と、ビーム制御情報に基づいてビームＩＤ１～ｎごとのビーム幅でビーム制御を行うビーム制御部とを有する。例えば、通信装置１００の設置の高さや角度θに基づき、通信装置１００に近いオンサイトに投影されるビームＩＤ１のビーム幅Ｂ１を広くし、通信装置１００から遠いオンサイトに投影されるビームＩＤ３，６になるほどビーム幅Ｂ２，Ｂ３を狭くし、オンサイトに投影される複数のビームＩＤ１，３，６のカバー面積Ｓを均一にする。これにより、複数のビームＩＤ１～ｎでのスループットが向上する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のビームＩＤに対しビームフォーミングを行いオンサイト上の端末と無線通信する通信装置において、
前記ビームＩＤごとにアンテナが放射するビーム幅のビーム制御情報を記憶する記憶部と、
前記ビーム制御情報に基づいて前記ビームＩＤごとのビーム幅でビーム制御を行うビーム制御部と、
を備えたことを特徴とする通信装置。

【請求項2】

前記ビーム制御部は、
自通信装置の設置の条件に基づき、自通信装置に近いオンサイトに投影されるビームＩＤの前記ビーム幅を広くし、自通信装置から遠いオンサイトに投影されるビームＩＤになるほど前記ビーム幅を狭くし、前記オンサイトに投影される複数のビームＩＤのカバー面積を均一にする制御を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記ビーム制御部は、
前記ビーム幅の垂直方向と水平方向のうち前記垂直方向に対し、前記ビーム幅の制御を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。

【請求項4】

前記ビーム制御部は、
前記ビーム幅の垂直方向と水平方向のうち前記垂直方向に対し、自通信装置に近いオンサイトに投影されるビームＩＤの送信電力を低くし、自通信装置から遠いオンサイトに投影されるビームＩＤになるほど送信電力を高くし、複数のビームＩＤのカバー面積の電力を均一にする制御を行う、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の通信装置。

【請求項5】

前記ビーム制御部は、
前記ビームＩＤのビーム幅を前記角度ごとに補正する補正情報を前記制御情報として前記記憶部に記憶保持し、
検出した自通信装置の角度に対応する前記補正情報を選択し、前記ビーム幅を制御する、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の通信装置。

【請求項6】

自通信装置の前記角度を検出するセンサを有し、
前記ビーム制御部は、
検出した自通信装置の前記角度に対応する前記補正情報を選択し、前記ビーム幅を制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。

【請求項7】

自通信装置の前記角度が姿勢制御装置により変更自在に制御され、
前記ビーム制御部は、
前記姿勢制御装置が変更した角度の情報に基づき、自通信装置の前記角度に対応する前記制御情報を選択し、前記ビーム幅を制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。

【請求項8】

前記ビーム制御部は、
自通信装置の前記角度を所定時期ごとに取得し、前記角度の変更時には、変更後の角度に対応する前記補正情報を選択し、前記ビーム幅を制御する、
ことを特徴とする請求項５～７のいずれか一つに記載の通信装置。

【請求項9】

複数のビームＩＤに対しビームフォーミングを行いオンサイト上の端末と無線通信する通信装置の通信方法において、
前記ビームＩＤごとにアンテナが放射するビーム幅のビーム制御情報を記憶部に記憶しておき、
前記ビーム制御情報に基づいて前記ビームＩＤごとのビーム幅でビーム制御を行う、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする通信方法。

【請求項10】

自通信装置の設置の条件に基づき、自通信装置に近いオンサイトに投影されるビームＩＤの前記ビーム幅を広くし、自通信装置から遠いオンサイトに投影されるビームＩＤになるほど前記ビーム幅を狭くし、前記オンサイトに投影される複数のビームＩＤのカバー面積を均一にする制御を行う、
ことを特徴とする請求項９に記載の通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置および通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

５Ｇの通信方式では、Ｒａｄｉｏ Ｕｎｉｔ（ＲＵ）の装置は、ビームＩＤによるビーム選択（ビームフォーミング）を行い端末との間で無線通信する。ビームＩＤは、ＲＵから見た水平方向（Ａｚｉｍｕｔｈ）と、垂直方向（Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）の組み合わせで配置されている。

【0003】

無線電波のビーム技術としては、例えば、アンテナの垂直ビーム幅を、設置高、エリア半径、垂直ビーム幅、チルト角に基づき設定することで、エリア内のいずれの場所でも所定の電界強度とする技術がある。また、チルト角が異なる複数のビームを出力し、垂直方向にセクタ化される複数のセルについて、ユーザ端末の分布に応じて垂直面ビーム幅または送信電力を制御してセルのカバレッジエリアを可変する技術がある。また、アクセスポイント等の通信機器にセンサを設け、設置状態の変動に対応して送信電力やアンテナの指向性を変化させる技術がある。また、基地局に可変移相器と合成器を備え、ホットスポットへビームを向ける技術がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－１５４２７８号公報

【特許文献2】特開２０１３－２１１７１６号公報

【特許文献3】特開２００９－０７７１１７号公報

【特許文献4】特開２０１８－１１０３８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

アンテナの設置環境ごとに設置高やチルト角が異なることで、各エリアのカバー面積が変動する。ＲＵを実際の現場に設置した場合、各ビームＩＤのビームを一定のビーム幅で放射しても、オンサイト（地表面に相当）に投影されるカバー面積は、ビームＩＤごとに異なってしまう。

【0006】

このため、カバー面積が小さいビームＩＤでは、端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の移動によるビームＩＤの切り替えが頻繁に発生し、スループットが低下する。一方、カバー面積が大きいビームＩＤには、多数の端末が位置し同時に接続するため、干渉が生じ、スループットが低下する。

【0007】

一つの側面では、本発明は、ビームＩＤごとにオンサイト上で適切なカバー面積にできることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面によれば、複数のビームＩＤに対しビームフォーミングを行いオンサイト上の端末と無線通信する通信装置において、前記ビームＩＤごとにアンテナが放射するビーム幅を異ならせる制御を行うビーム制御部、を備えたことを要件とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、ビームＩＤごとにオンサイト上で適切なカバー面積にできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明による通信装置のカバー面積を説明する図である。

【図2】図２は、通信装置を含む通信システムの全体構成例を示す図である。

【図3】図３は、実施の形態１にかかる通信装置を含む通信システムの全体構成例を示す図である。

【図4】図４は、通信装置のビーム制御にかかるハードウェア構成例を示す図である。

【図5】図５は、通信装置の設置例を示す側面図である。

【図6A】図６Ａは、通信装置のアンテナアレイを示す平面図である。

【図6B】図６Ｂは、通信装置のビーム幅の制御例を示す図である。

【図7A】図７Ａは、通信装置のビーム制御の情報を説明する図である。（その１）

【図7B】図７Ｂは、通信装置のビーム制御の情報を説明する図である。（その２）

【図8】図８は、実施の形態１にかかる通信装置のビーム制御例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、実施の形態２にかかる通信装置を含む通信システムの全体構成例を示す図である。

【図10】図１０は、実施の形態２にかかる通信装置のビーム制御例を示すシーケンス図である。

【図11】図１１は、対比用の従来の通信装置のカバー面積を説明する図である。

【図12】図１２は、実際のビーム投影形状の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に図面を参照して、開示の通信装置および通信方法の実施の形態を詳細に説明する。

【0012】

（実施の形態）
図１は、本発明による通信装置のカバー面積を説明する図である。例えば、通信装置１００は、５Ｇの通信方式でビームフォーミングを行い端末と通信を行う基地局側のＲＵ装置である。

【0013】

以下の説明において、通信装置１００は、設置の条件、例えば、オンサイトから所定高さの構造体Ｋに所定の角度（チルト角）θを有して設置され、ビームを水平なオンサイトに対し斜め方向に投影するものとして説明する。通信装置１００は、設置位置ごとに設置の条件が異なる。例えば、通信装置１００は、設置環境に応じて、オンサイト（地表面）からの設置高さ、およびビーム放射の角度θが異なって設置される。

【0014】

図１（ａ）は通信装置の設置状態を示す側面図であり、通信装置１００は、異なる設置の条件に対応して、複数のビームＩＤごとにオンサイト（地表面）上で適切なカバー面積となるようにビームＩＤごとのビーム幅を可変制御する。図１には、便宜的に各ビームＩＤの番号を付してある。

【0015】

図１（ｂ）は通信装置１００のビーム幅を示す図、図１（ｃ）は通信装置１００のカバー面積を示す図である。図１（ｂ）は通信装置１００のアンテナの放射面１００ａ相当を示し、横軸はアンテナの水平方向、縦軸は垂直方向である。図１（ｃ）はオンサイトを上から見た上面図に相当する。

【0016】

図１（ｂ）に示すように、通信装置１００は、複数ｎのビームＩＤ（ＩＤ：１，２，…ｎ）を走査して放射する。通信装置１００は、アンテナの放射面１００ａから放射するビーム幅Ｂについて、通信装置１００の角度θに対応して通信装置１００に近いオンサイトに向けたビームＩＤのビーム幅Ｂを太くする。一方、通信装置１００から遠いオンサイトとなる程ビームＩＤのビーム幅を狭く（細く）する。

【0017】

例えば、通信装置１００に最も近いオンサイトに向けたビームＩＤ１，２のビーム幅を最も太くし、通信装置１００から最も遠いオンサイトに向けたビームＩＤ１０～１４のビーム幅を最も狭くする。通信装置１００は、ビーム幅の垂直方向について、通信装置１００に近いほどビーム幅を拡げ、遠くなるほどビーム幅を狭めて放射する制御を行う。

【0018】

詳細は後述するが、通信装置１００は、前記ビームＩＤごとにアンテナが放射するビーム幅のビーム制御情報と、自装置の角度θ別の補正情報（ビームＩＤセット）を記憶部に保持する。通信装置１００は、前記ビームＩＤのビーム幅を前記角度ごとに補正する補正情報（ビームＩＤセット）を前記制御情報として用いる。通信装置１００は、自装置の角度に対応するビームＩＤセットを用いて、各ビームＩＤのビーム幅を決定する。なお、ビームの最小幅は、ＲＦ周波数と通信装置１００のアンテナ開口で決まる。

【0019】

これにより、図１（ｃ）に示すように、通信装置１００が角度を有して設置されても、オンサイト上でのビームＩＤ１～１４のカバー面積をいずれも同じ面積にすることができる。

【0020】

図１（ａ），（ｃ）に示すように、通信装置１００は、通信装置１００に最も近いオンサイトに向けたビームＩＤ１のビーム幅Ｂを太くすることで（ビーム幅Ｂ１）、オンサイト上に投影されるビームＩＤ１を所定のカバー面積Ｓにする。また、通信装置１００から遠いオンサイトとなるほどビームＩＤ３，６のビーム幅Ｂを狭くすることで（ビーム幅Ｂ２，Ｂ３）、オンサイト上に投影されるビームＩＤ３，６についても所定のカバー面積Ｓにする。

【0021】

ビームＩＤごとのビーム幅は、通信装置１００から距離が遠くなるオンサイトほど、オンサイト（地表面）に投影されるビームの投影角度θｘが緩やかになる。図１（ａ）の例では、通信装置１００に最も近いオンサイトに投影されるビームＩＤ１のビームの投影角度θｘ１が最も大きい。通信装置１００から最も遠いオンサイトに投影されるビームＩＤ３ビームの投影角度θｘ３が最も小さい。中間のビームＩＤ２のビームの投影角度θｘ２は、θｘ１とθｘ３の中間の角度となる。通信装置１００は、通信装置１００からの距離別のビームの投影角度θｘを考慮し、図１（ｃ）に示すようにオンサイト上に投影される全てのビームＩＤ１～１４のカバー面積Ｓが同じとなるビーム幅にする。

【0022】

また、通信装置１００は、垂直方向で通信装置１００に近いビームＩＤほど送信電力（実行輻射電力、ＥＩＲＰ：Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ）を低く設定してもよい。上記のビーム幅の制御に加えて送信電力を制御することで、複数ｎのビームＩＤ１～ｎそれぞれのカバー面積内の電力を均一にすることができる。

【0023】

ところで、通信装置１００は、オンサイト上での複数のビームＩＤ１～ｎのカバー面積を動的に可変してもよい。例えば、日時別の人出の変動等に応じて通信装置１００の設置角度θを手動操作、あるいは姿勢制御装置により自動的に異なる角度に変更する。これにより、日時等で変動するトラフィックに対応し、ビームＩＤ１～ｎのカバー面積に収容する端末数を一定に近づけることができるようになる。

【0024】

このように、実施の形態の通信装置１００によれば、複数ｎのビームＩＤごとのオンサイト上でのカバー面積をいずれも均一にする等、カバー面積を適切にすることができ、スループット低下等の問題を抑えることができるようになる。

【0025】

図２は、通信装置を含む通信システムの全体構成例を示す図である。実施の形態の通信装置（ＲＵ）１００は、端末（ＵＥ）２１０との間で無線通信を行う。端末２１０は、上記のオンサイト上で移動自在である。

【0026】

通信装置１００は、ＤＵ／ＣＵ２０１およびコアネットワーク（ＮＷ）に接続される。ＤＵはＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔ、ＣＵはＣｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｔの略である。ＤＵ／ＣＵ２０１は、例えば、通信サービス提供者の局舎等に設置され、通信装置１００とコアＮＷ間の通信制御を行う。

【0027】

通信装置１００は、設置高さや、ビーム放射の角度等の姿勢について、下記構成例１、２とすることができる。
構成例１．通信装置１００の姿勢を装置が検出し、ビーム幅を可変制御する（実施の形態１）。
構成例２．通信装置１００の外部に姿勢制御装置２０２を配置し、姿勢制御装置２０２により通信装置１００の姿勢を可変制御する（後述の実施の形態２）。姿勢制御装置はＲｅｍｏｔｅ Ｔｉｌｔｉｎｇ ＆ Ｓｔｅｅｒｉｎｇとも言う。

【0028】

例えば、構成例１では、通信装置１００内部に姿勢検知センサ２１１を設け、通信装置１００が自律的に姿勢を検出する。通信装置１００は、検出した姿勢に応じたビーム制御を行う。このビーム制御では、通信装置１００は、複数ｎのビームＩＤを通信装置１００からの角度別（距離別に相当）のビームＩＤセットを保持し、角度に対応したビームＩＤセットを用いたビーム幅制御を行う。

【0029】

また、構成例２では、姿勢制御装置２０２により通信装置１００の姿勢（例えば角度）を可変自在に駆動し、駆動状態に応じた通信装置１００の姿勢（例えば角度）を検出する。そして、姿勢制御装置２０２は、検出した姿勢（角度）の情報をＤＵ／ＣＵ２０１に出力する。ＤＵ／ＣＵ２０１は、姿勢に応じたビームＩＤセットを選択するビームＩＤセット選択部２２１を有し、ビームＩＤセット選択部２２１は、通信装置１００の姿勢に対応したビームＩＤセットの情報を通信装置１００に指示する。これにより、通信装置１００は姿勢に応じたビームＩＤセットを単位としたビーム幅制御を行う。

【0030】

また、構成例２において、構成例１で説明した姿勢検知センサ２１１を用いてもよい。この場合、ＤＵ／ＣＵ２０１は、姿勢検知センサ２１１が検出した通信装置１００の姿勢の情報に基づき、ビームＩＤセットを選択する。

【0031】

図３は、実施の形態１にかかる通信装置を含む通信システムの全体構成例を示す図である。図３には、図２に示した構成例１の主に通信装置１００の内部機能を示している。

【0032】

通信装置１００は、ＲＦフロントエンド３０１、無線通信回路３０２、ベースバンド（ＢＢ）処理部３０３、ビームＩＤ制御部３０４、姿勢検知センサ２１１、判定部３０５、メモリ３０６、ＦＨインターフェース３０７、を含む。

【0033】

ＲＦフロントエンド３０１は、無線通信回路３０２に接続され、通信装置１００のアンテナ（不図示）を介して端末２１０と無線通信を行うための高周波（無線）信号処理を行う。ＲＦフロントエンド３０１は、ビームＩＤ制御部３０４から入力されるビームＩＤセットに対応する所定のビーム幅を用いた無線通信（無線電波の送受信）を行うビームフォーマー集積回路（ＢＦＩＣ、不図示）を備える。ＢＦＩＣは、Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ ＩＣの略である。ここで、アンテナは、複数ｎのアンテナアレイからなり、ＢＦＩＣは複数ｎのアンテナアレイ間のビーム方向の合成処理により、ビームＩＤごとの水平方向（Ａｚｉｍｕｔｈ）に対するビーム幅を制御する。

【0034】

無線通信回路３０２は、ＲＦフロントエンド３０１とＢＢ処理部３０３に接続され、送受信するデータと無線信号とを変換処理する。無線通信回路３０２は、ＲＦフロントエンド３０１から出力された受信の無線信号をＢＢ処理部３０３に出力し、ＢＢ処理部３０３から出力された送信のベースバンド信号（データ）をＲＦフロントエンド３０１に出力する。

【0035】

ＢＢ処理部３０３は、無線通信回路３０２とＦＨインターフェース３０７に接続され、送受信するデータのベースバンド処理を行う。ＢＢ処理部３０３は、ＦＨインターフェース３０７を介してコアＮＷ側から入力される送信のデータを無線通信回路３０２に出力し、無線通信回路３０２から入力される受信信号をデータ化しＦＨインターフェース３０７に出力する。

【0036】

ＦＨインターフェース３０７は、通信装置１００とコアＮＷ側の通信インターフェースの例として用いられる。ＦＨはＦｒｏｎｔ Ｈａｕｌの略である。

【0037】

姿勢検知センサ２１１は、通信装置１００の姿勢（例えば角度）を検知する。通信装置１００は、ビル等の建物やタワー等に設置したポールや支柱等の固定物に取り付けられ、アンテナ面がオンサイト（地表面）に向けて所定の角度を有して設置される。姿勢検知センサ２１１は、例えば、ジャイロやエンコーダ等からなり、垂直なポールや支柱等に対する傾斜の角度を検出する。

【0038】

判定部３０５は、姿勢検知センサ２１１が検知した通信装置１００の姿勢（例えば角度）を検出し、検出した角度をビームＩＤ制御部３０４に出力する。

【0039】

メモリ３０６には、前記ビームＩＤごとにアンテナが放射するビーム幅のビーム制御情報と、ビームＩＤセット（補正情報）が格納されている。例えば、ビームＩＤセットは、通信装置１００の姿勢（例えば角度）に対応した利得／位相の補正値である。詳細は後述するが、メモリ３０６には、複数のアンテナアレイの利得／位相をキャリブレーションするための校正値と、通信装置１００の角度に応じたビームＩＤセットが格納される。例えば、ビームＩＤセットは、角度別の利得／位相の補正値からなる。メモリ３０６に格納されている校正値を角度対応の補正値で補正することで、オンサイト上での各ビームＩＤのカバー面積を一定にできる。

【0040】

ビームＩＤ制御部３０４は、判定部３０５、ＦＨインターフェース３０７、メモリ３０６、ＲＦフロントエンド３０１に接続されている。ビームＩＤ制御部３０４は、判定部３０５が判定した通信装置１００の姿勢（角度）に対応するビームＩＤセットをメモリ３０６を参照して選択する。そして、ビームＩＤ制御部３０４は、選択したビームＩＤセットの情報をＲＦフロントエンド３０１に出力する。

【0041】

そして、ＲＦフロントエンド３０１には、ビームＩＤ制御部３０４から通信装置１００の姿勢（例えば角度）に対応するビームＩＤセットが入力される。これにより、ＲＦフロントエンド３０１は、端末２１０との間の無線通信（およびＦＨインターフェース３０７で入出力されるデータに基づく無線通信）を行う。ＲＦフロントエンド３０１は、この無線通信の際、通信装置１００の角度に対応するビームＩＤセットを用いて各ビームＩＤのカバー面積が一定となるビーム幅の制御を行う。

【0042】

図４は、通信装置のビーム制御にかかるハードウェア構成例を示す図である。図３に示した通信装置１００のうち、主にビーム制御のデータ処理にかかる構成（判定部３０５、ビームＩＤ制御部３０４等）は、図３に示す汎用のハードウェアで構成することができる。

【0043】

通信装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１、メモリ４０２、ネットワークインターフェース（ＩＦ）４０３、記録媒体ＩＦ４０４、記録媒体４０５、を含む。４００は各部を接続するバスである。

【0044】

ＣＰＵ４０１は、通信装置１００全体の制御、およびビーム制御の制御部として機能する演算処理装置である。メモリ４０２は、不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。不揮発性メモリは、例えば、ＣＰＵ４０１のプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）である。揮発性メモリは、例えば、ＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用されるＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。

【0045】

ネットワークＩＦ４０３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワークＮＷに対する通信インターフェースである。通信装置１００は、ネットワークＩＦ４０３を介してネットワーク（ＮＷ）に通信接続する。例えば、通信装置１００は、ネットワークＩＦとしてＦＨインターフェース３０７を介して、外部のＤＵ／ＣＵ２０１やコアＮＷに通信接続する。

【0046】

記録媒体ＩＦ４０４は、ＣＰＵ４０１が処理した情報を記録媒体４０５との間で読み書きするためのインターフェースである。記録媒体４０５は、メモリ４０２を補助する記録装置であり、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）や、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）フラッシュドライブ等を用いることができる。

【0047】

メモリ４０２または記録媒体４０５に記録されたプログラムをＣＰＵ４０１が実行することにより、通信装置１００の各機能を実現する。また、メモリ４０２や記録媒体４０５は、ビーム制御にかかる情報、例えば、メモリ３０６が格納するビームＩＤごとにアンテナが放射するビーム幅のビーム制御情報と、ビームＩＤのビーム幅を角度ごとに補正する補正情報（ビームＩＤセット）を記憶保持する。

【0048】

なお、図４に示したハードウェア構成は、通信装置１００に限らず、端末２１０、ＤＵ／ＣＵ２０１、姿勢制御装置２０２における制御部の構成例としても同様に適用できる。

【0049】

図５は、通信装置の設置例を示す側面図である。図５には、ポール、支柱等の構造体Ｋに対する通信装置１００の設置例を示す。符号１００ａは通信装置１００のアンテナの放射面である。

【0050】

図５（ａ）の設置例では、通信装置１００は、背面の取付具５０１を介して構造体Ｋに取り付けられる。垂直な構造体Ｋに対し、取付具５０１は軸５０１ａを介して基準となる垂直方向（Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）に対し角度を変更（回動）自在である。例えば、オンサイト上に投影するビームＩＤに対応して、構造体Ｋに対する取付具５０１の設置高さおよび角度Ａを設定する。角度Ａは、高所の構造体Ｋに設置される通信装置１００から下方のオンサイト（接地面）に向く方向である。ここで、通信装置１００の設置高さおよび角度ごとにビームＩＤごとのビーム幅が異なる。

【0051】

このため、通信装置１００は、設置された高さおよび角度Ａの設定に基づき、角度Ａに対応したビーム幅を有するビームＩＤセットを選択する。図５（ａ）の設置例では、通信装置１００は、角度Ａに対応したビームＩＤセットＡ（ＩＤＡ１，ＩＤＡ２，ＩＤＡ３）を選択する。通信装置１００は、放射面１００ａに対し直角な方向を基準としてビーム放射するが、ビームＩＤセットＡの各ビームＩＤＡ１～ＩＤＡ３は、ビーム走査時に垂直方向（Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）に異なる方向に放射する。

【0052】

そして、通信装置１００は、通信装置１００の設置状態（角度Ａ）に対応したビームＩＤセットＡを選択する。これにより、通信装置１００に最も近いオンサイトに向けた太いビームＩＤＡ１～最も遠いオンサイトに向けた狭いビームＩＤＡ３のビームは、いずれもオンサイト上で同じカバー面積Ｓとなる。

【0053】

図５（ｂ）の設置例では、取付具５０２が角度方向にオフセット角αを有するものであり、通信装置１００は、取付具のオフセット角αを基準としてさらに角度、例えば角度Ｂに変更（回動）自在である。

【0054】

例えば、図５（ｂ）の設置例では、通信装置１００は、角度Ｂに対応したビームＩＤセットＢ（ＩＤＢ１，ＩＤＢ２，ＩＤＢ３）を選択する。通信装置１００に最も近いオンサイトに向けた太いビームＩＤＢ１は、図示のようにオフセット角度α＋角度Ｂにより、ほぼ直下方向に向けることができる。

【0055】

そして、通信装置１００は、通信装置１００の設置状態（角度Ｂ）に対応したビームＩＤセットＢを選択する。これにより、通信装置１００に最も近いオンサイトに向けた太いビームＩＤＢ１～最も遠いオンサイトに向けた狭いビームＩＤＢ３のビームは、いずれもオンサイト上で同じカバー面積Ｓとなる。

【0056】

構成例１では、通信装置１００内の姿勢検知センサ２１１が角度Ａ，Ｂを検知し、ビームＩＤ制御部３０４が角度Ａ，Ｂに応じたビームＩＤセットをメモリ３０６から読み出し、ＲＦフロントエンド３０１（ＢＦＩＣ）にセットする。

【0057】

構成例２では、通信装置１００外部の姿勢制御装置２０２が通信装置１００の角度Ａ，Ｂを制御する。詳細は後述するが、姿勢制御装置２０２は、制御した角度Ａ，Ｂの情報をＤＵ／ＣＵ２０１に出力し、ＤＵ／ＣＵ２０１が角度Ａ，Ｂに対応したビームＩＤセットを選択して通信装置１００に出力する。通信装置１００は、ＤＵ／ＣＵ２０１から入力されたビームＩＤセットをメモリ３０６から読み出し、ＲＦフロントエンド３０１（ＢＦＩＣ）にセットする。

【0058】

図６Ａは、通信装置のアンテナアレイを示す平面図である。通信装置１００のアンテナ６００は、放射面１００ａ上で複数の素子がマトリクス状に配置されている。図６の例では、８×８＝６４素子を示し、８個の素子ごとにサブアレイ１（６０１）とサブアレイ２（６０２）に分割したものを水平方向で交互に配置する。

【0059】

図６Ｂは、通信装置のビーム幅の制御例を示す図である。横軸は角度、縦軸は利得である。図６Ａに示したアンテナ６００は、角度方向に対し異なるビームパターンを有する。点線で示すサブアレイ１（６０１）の全体のビームパターンに対し、実線で示すサブアレイ２（６０２）の全体のビームパターンは角度方向で角度Δだけ異なるようにずらす。

【0060】

サブアレイ１（６０１）は、所定のビーム幅Ｂ１を有し、サブアレイ２（６０２）は所定のビーム幅Ｂ２を有し、これらビーム幅Ｂ１，Ｂ２は、角度方向で異なる位置にある。このため、通信装置１００は、サブアレイ１，２のビームの合成により、全体のビームパターンのビーム幅を可変できる。図示の例では、サブアレイ１，２のビームの合成により図中太線で示すようにビーム幅がＢ１＋Ｂ２となり、ビーム幅を拡げることができる。通信装置１００は、サブアレイ１，２のビーム方向を調整することで、合成後のビーム幅を変更する。

【0061】

ビーム幅の変更制御の概要として、通信装置１００は、水平方向だけ２つに分解して計算する例で説明すると、ビーム幅の調整と、ビーム方向の調整に分解して処理する。ビーム幅の調整は、水平方向の全素子を図６Ａに示したように、半分の素子からなる２つのサブアレイ１，２に分割し、サブアレイ１，２がそれぞれ少しずつΔ分だけビーム方向をずらす位相を設定する。なお、Δ＝０のときはアレイの全素子を同じ方向に制御したことと同等となる。また、ビーム方向の調整は、オンサイト上の所望方向にビームが向くように位相をオフセットする。

【0062】

図７Ａ，図７Ｂは、通信装置のビーム制御の情報を説明する図である。図７Ａに示すように、通信装置１００内のメモリ、例えば、図３参照のメモリ３０６（不揮発性メモリ等）には、アンテナ６００の各素子の校正値（キャリブレーション値）が格納されている。校正値は、Ｎ個の素子（アンテナ＃１～アンテナ＃Ｎ）ごとの利得と位相の値からなる。素子数は、例えば上記６４～１２８素子である。

【0063】

通信装置１００（ＣＰＵ４０１）は、装置起動時にメモリ３０６からアンテナ校正値を読み込み、アンテナ＃１～＃Ｎを用いて複数のビームＩＤ（＃１、＃２、…、＃Ｍ）を形成するための校正値（利得と位相）を算出する。ビームＩＤ数は、例えば４５である。通信装置１００は、Ｎ個のアンテナ別のＭ個のビームＩＤの校正値をＲＦフロントエンド３０１のＢＦＩＣ内のＲＡＭ３０１ａに書き込む。通信装置１００は、運用中、ＲＡＭ３０１ａを参照してビームＩＤ単位でビーム切替（ビーム走査）を行う。

【0064】

ここで、実施の形態の通信装置１００は、図７Ａで説明した校正に加えて、図７Ｂに示す角度補正の処理を行う。通信装置１００のメモリ３０６には、図７Ａと同様のアンテナ６００の各素子の校正値に加えて、ビームＩＤセットごとの補正値を予め格納しておく。ビームＩＤセットごとの補正値は、通信装置１００の角度ごとのビームＩＤセット（＃Ａ、＃Ｂ、…、＃ｘ）であり、それぞれの角度に対応した補正値（利得と位相）からなる。

【0065】

通信装置１００（ＣＰＵ４０１）は、装置起動時、メモリ３０６からアンテナ校正値と補正値とを読み込む。この際、通信装置１００は、通信装置１００の設置状態の角度に対応するビームＩＤセット＃ｘの補正値（利得と位相）を使用してアンテナ＃１～＃ＮごとのビームＩＤ（＃１、＃２、…）の校正値（利得と位相）に反映させる算出処理を行う。

【0066】

そして、通信装置１００は、算出した設定値をＲＦフロントエンド３０１のＢＦＩＣ内のＲＡＭ３０１ａに書き込む。また、通信装置１００は、通信装置１００の設置状態の変更時（角度変更の検出時）、該当する補正値を用いてＢＦＩＣ内のＲＡＭ３０１ａの情報を更新する。

【0067】

図８は、実施の形態１にかかる通信装置のビーム制御例を示すフローチャートである。図８を用いて通信装置１００の姿勢に対応したビームＩＤセットを用いたビーム制御例について説明する。以下、通信装置１００のビーム制御部（図３の判定部３０５、ビームＩＤ制御部３０４に相当）、図４のＣＰＵ４０１が行う処理例を説明する。

【0068】

はじめに、ビーム制御部は、通信装置（ＲＵ）１００の姿勢情報を定期的に取得する（ステップＳ８０１）。例えば、ビーム制御部は、姿勢検知センサ２１１が検出した角度を１０分おきに取得する。ここで、通信装置１００は、上述した日時別ごとのオンサイト上のビームＩＤ１～ｎでの端末数（トラフィック）の変動に対応してビーム放射の角度（ビームＩＤセット）を変更する。

【0069】

端末数（トラフィック）の変動の情報は、ＤＵ／ＣＵ２０１等の上位装置から取得可能である。ビーム制御部は、端末数（トラフィック）の変動時、通信装置１００の角度の変更に限らず、さらに細かくビームＩＤ単位でビーム幅を変更することができる。

【0070】

次に、ビーム制御部は、現在の通信装置１００の姿勢（角度）が前回の角度検出時と同じであるか否かを判断する（ステップＳ８０２）。判断結果、角度が同じであれば（ステップＳ８０２：Ｙｅｓ）、ビーム制御部は、前回用いたビームＩＤセットは変更せずに使用し（ステップＳ８０３）、以上の処理を終了する。この場合、通信装置１００（ビーム制御部）は、前回と同じ角度であり同じビームＩＤセットを用いたビーム幅で端末２１０と通信を行う。

【0071】

一方、ステップＳ８０２の判断結果、角度が異なれば（ステップＳ８０２：Ｎｏ）、ビーム制御部は、変更後の角度に応じたビームＩＤセットをメモリ３０６から読み出す（ステップＳ８０４）。ビーム制御部は、読み出したビームＩＤセットをＲＦフロントエンド３０１（ＢＦＩＣ）にセットすることで、ビームＩＤセットを変更し（ステップＳ８０５）、以上の処理を終了する。この場合、通信装置１００は、変更された角度に対応したビームＩＤセットを用いたビーム幅で端末２１０と通信を行う。

【0072】

上記ビーム制御によれば、通信装置１００は、角度変更ごとに角度に対応したビームＩＤセットを用いることで、角度変更されても各ビームＩＤ１～ｎのカバー面積を同じ状態で運用継続できる。また、日時別のオンサイト上のビームＩＤ１～ｎそれぞれに収容される端末数の変動等に対応し、ビーム放射の角度を変更することで、複数のビームＩＤ１～ｎのカバー面積を変更する。これにより、各ビームＩＤ１～ｎに収容する端末２１０の数を均一にしてスループット低下を抑制できる。

【0073】

図９は、実施の形態２にかかる通信装置を含む通信システムの全体構成例を示す図である。図９には、図２に示した構成例２の通信装置１００、ＤＵ／ＣＵ２０１、姿勢制御装置２０２の各内部機能を示している。図９において、構成例１（図３）と同様の機能部には同じ符号を付している。

【0074】

通信装置１００は、無線通信回路３０２、ベースバンド（ＢＢ）処理部３０３、ビームＩＤ制御部３０４、メモリ３０６、ＦＨインターフェース３０７、を含む。

【0075】

無線通信回路３０２は、ＲＦフロントエンド３０１の機能を含む。無線通信回路３０２は、通信装置１００のアンテナ（不図示）を介して端末２１０と無線通信を行うための高周波（無線）信号処理を行う。無線通信回路３０２は、ビームＩＤ制御部３０４から入力されるビームＩＤセットに対応する所定のビーム幅を用いた無線通信を行うＢＦＩＣを備える。

【0076】

姿勢制御装置２０２は、モータ駆動部９０１、角度情報保持部９０２、処理部９０３、インターフェース９０４の機能を含む。モータ駆動部９０１は、通信装置１００をモータ駆動により角度変更する。例えば、モータ駆動部９０１は、図５に示した取付具５０１，５０２に設けられ、モータ駆動により通信装置１００を角度変更する。

【0077】

角度情報保持部９０２は、メモリ等で構成され、モータ制御量に対応した通信装置１００の角度情報を保持する。処理部９０３は、姿勢変更の指令に対応したモータ制御量の情報をモータ駆動部９０１に出力し、通信装置１００の角度を変更する。この際、処理部９０３は、角度情報保持部９０２からモータ制御量に対応した角度情報を読み出し、インターフェース９０４を介してＤＵ／ＣＵ２０１に角度情報を出力する。

【0078】

ＤＵ／ＣＵ２０１は、セット選択部２２１、ビームＩＤ付加部９１２、無線信号生成部９１３の機能を含む。セット選択部２２１は、通信装置１００の角度別のビームＩＤセットを保持するメモリ等を含む。セット選択部２２１は、姿勢制御装置２０２から出力された角度情報に対応するビームＩＤセットをメモリから読み出し、ビームＩＤ付加部９１２に出力する。

【0079】

無線信号生成部９１３は、無線信号を生成し、コアＮＷおよび通信装置１００と通信接続する。ビームＩＤ付加部９１２は、セット選択部２２１が選択したビームＩＤセットの情報を無線信号に付加する。これにより、通信装置１００の角度に対応したビームＩＤセットの情報を通信装置１００に伝送する。

【0080】

上記構成により、通信装置１００には、姿勢制御装置２０２がモータ駆動により変更した通信装置１００の角度に対応するビームＩＤセットの情報がＤＵ／ＣＵ２０１から入力される。そして、通信装置１００の無線通信回路３０２は、端末２１０との間の無線通信（およびＦＨインターフェース３０７で入出力されるデータに基づく無線通信）を行う。無線通信回路３０２は、この無線通信の際、通信装置１００の角度に対応するビームＩＤセットを用いて各ビームＩＤのカバー面積が一定となるビーム幅の制御を行う。

【0081】

図１０は、実施の形態２にかかる通信装置のビーム制御例を示すシーケンス図である。図９に示した通信装置１００、ＤＵ／ＣＵ２０１、姿勢制御装置２０２に対応したビーム制御例を説明する。

【0082】

はじめに、ＤＵ／ＣＵ２０１は、通信装置（ＲＵ）１００の姿勢情報を姿勢制御装置２０２から取得する（ステップＳ１００１）。例えば、ＤＵ／ＣＵ２０１は、定期的（例えば１０分ごと）に姿勢制御装置２０２に対し姿勢情報を要求する。姿勢制御装置２０２は、要求の都度、モータ駆動による通信装置１００の角度の情報をＤＵ／ＣＵ２０１に送付する（ステップＳ１００２）。

【0083】

次に、ＤＵ／ＣＵ２０１は、姿勢制御装置２０２から送付された現在の通信装置１００の角度に対応するビームＩＤセットを判定する（ステップＳ１００３）。そして、ＤＵ／ＣＵ２０１は、判定したビームＩＤセットを示す指示情報を通信装置１００に送信する（ステップＳ１００４）。

【0084】

通信装置１００は、ＤＵ／ＣＵ２０１から受信した指示情報のビームＩＤセットを無線通信回路３０２（ＢＦＩＣ）にセットし、ビームＩＤセット設定を更新する（ステップＳ１００５）。これにより、通信装置１００は、現在の通信装置１００の角度に対応したビームＩＤセットを用いたビーム幅で端末２１０と通信を行う。

【0085】

上記ビーム制御例では、通信装置１００の姿勢を外部装置の姿勢制御装置２０２で角度変更制御し、ＤＵ／ＣＵ２０１が角度に対応するビームＩＤセットの情報を通信装置１００に指示出力している。この制御例においても、通信装置１００は、角度変更ごとに角度に対応したビームＩＤセットを用いることで、角度変更されても各ビームＩＤ１～ｎのカバー面積を同じ状態で運用継続できる。また、日時別のオンサイト上のビームＩＤ１～ｎそれぞれに収容される端末数の変動等に対応し、ビーム放射の角度を変更することで、複数のビームＩＤ１～ｎのカバー面積を変更する。これにより、各ビームＩＤ１～ｎに収容する端末２１０の数を均一にしてスループット低下を抑制できる。

【0086】

図１１は、対比用の従来の通信装置のカバー面積を説明する図である。図１１（ａ）は従来の通信装置１１００のアンテナの放射面１１００ａから放射するビームＩＤごとのビームを示す図である。図１１（ｂ）はオンサイト上でのビームＩＤごとのカバー面積を示す図である。図１１（ｃ）は、通信装置１１００の設置状態を示す側面図である。

【0087】

図１１（ａ）に示すように、従来の通信装置１１００は、放射面１１００ａから放射する複数ｎのビームＩＤ１～ｎのビーム幅が水平方向（Ａｚｉｍｕｔｈ）および垂直方向（Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）に対し等間隔で同じビーム幅である。

【0088】

この場合、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、オンサイト上に投影したビームＩＤごとのカバー面積が異なる。例えば、通信装置１１００に最も近いビームＩＤ１はカバー面積Ｓ１が狭くなり、通信装置１１００から最も遠いビームＩＤ１１はカバー面積Ｓ３が広くなる。このように、既存の通信装置１１００では、複数ｎのビームＩＤのカバー面積が異なり均一ではなくなり、上述したようなスループット低下の問題を有する。

【0089】

これに対し、実施の形態の通信装置１００は、図１に示したように、通信装置１００から放射するビーム幅Ｂを可変制御することで、オンサイト上に投影される複数のビームＩＤ１～ｎのカバー面積Ｓを均一にしている。通信装置１００は、複数ｎのビームＩＤを通信装置１００からの角度別（距離別に相当）のビームＩＤセットを保持し、通信装置１００の角度に対応したビームＩＤセットを用いてビーム幅Ｂの制御を行う。

【0090】

オンサイト上の複数のビームＩＤ１～ｎそれぞれのカバー面積Ｓを均一にすることで、各ビームＩＤ１～ｎが収容する端末数を均一にでき、スループットの低下を抑制できる。

【0091】

図１２は、実際のビーム投影形状の例を示す図である。以上の説明では、便宜上、図１や図１１等でオンサイト上でのカバー面積を楕円で表現した。実際のオンサイト上でのカバー面積は、図１２に示すように、通信装置（ＲＵ）１００を中心として各ビームＩＤ１～ｎが放射状に拡がる略扇形の形状であり、各ビームＩＤの両側が直線に近い形状である。

【0092】

以上説明した実施の形態によれば、通信装置１００は、複数のビームＩＤに対しビームフォーミングを行いオンサイト上の端末と無線通信し、ビームＩＤごとにアンテナが放射するビーム幅のビーム制御情報を記憶する記憶部と、ビーム制御情報に基づいてビームＩＤごとのビーム幅でビーム制御を行うビーム制御部（ビームＩＤ制御部３０４等）を備える。これにより、複数のビームＩＤのオンサイト上に投影されるカバー面積を動的に変更できるようになる。例えば、ビームＩＤに位置する端末数が日時別に変動した際のトラフィック変動に対応して、ビームＩＤの幅を変更することで、各ビームＩＤの収容端末数を均一にでき、スループットを向上できるようになる。

【0093】

また、通信装置１００は、ビーム制御部が自通信装置の設置の条件（高さや角度等）に基づき、自通信装置に近いオンサイトに投影されるビームＩＤのビーム幅を広くし、自通信装置から遠いオンサイトに投影されるビームＩＤになるほどビーム幅を狭くし、オンサイトに投影される複数のビームＩＤのカバー面積を均一にする制御を行う。このように、通信装置が高所からオンサイトに向けて斜めに角度を有してビームを放射する構成において、通信装置からの距離が遠いビームＩＤほど投影されるカバー面積が大きくなることに対応し、距離別の複数のビームＩＤのカバー面積を均一にできる。

【0094】

また、通信装置１００は、ビーム制御部がビーム幅の垂直方向と水平方向のうち垂直方向に対し、ビーム幅の制御を行う。このように、通信装置が高所からオンサイトに向けて斜めに角度を有してビームを放射する構成において、通信装置からの距離が遠いビームＩＤほど投影されるカバー面積が大きくなることに対応し、垂直方向のビーム幅を制御することで、オンサイト上に投影される複数のビームＩＤのカバー面積を均一にできる。

【0095】

また、通信装置１００は、ビーム制御部がビーム幅の垂直方向と水平方向のうち垂直方向に対し、自通信装置に近いオンサイトに投影されるビームＩＤの送信電力を低くし、自通信装置から遠いオンサイトに投影されるビームＩＤになるほど送信電力を高くし、複数のビームＩＤのカバー面積の電力を均一にする制御を行ってもよい。これにより、複数のビームＩＤ内での電力をいずれも均一にでき、よりスループット向上が図れるようになる。

【0096】

また、通信装置１００は、ビーム制御部がビームＩＤのビーム幅を角度ごとに補正する補正情報（ビームＩＤセット）を制御情報として記憶部に記憶保持し、検出した自通信装置の角度に対応するビームＩＤセットを選択し、ビーム幅を制御する。これにより、あらかじめメモリに記憶保持したビームＩＤのうち角度に対応するものを読み出すことで、複数のビームＩＤのビーム幅を制御しカバー面積を均一にできる。

【0097】

また、通信装置１００は、自通信装置の角度を検出するセンサを有してもよい。この場合、ビーム制御部は、検出した自通信装置の角度に対応する補正情報（ビームＩＤセット）を選択し、ビーム幅を制御する。これにより、通信装置が自律的に角度を検出してビーム幅を制御できるようになる。

【0098】

また、通信装置１００は、自通信装置の角度が姿勢制御装置により変更自在に制御される構成としてもよい。この場合、ビーム制御部は、姿勢制御装置が変更した角度の情報に基づき、自通信装置の角度に対応する制御情報を選択し、ビーム幅を制御する。これにより、通信装置は、姿勢制御装置のモータ駆動等により変更された角度に対応してビーム幅を制御できるようになる。なお、姿勢制御装置が通信装置の角度を変更制御し、通信装置がセンサで角度を検出する構成を組み合わせることもできる。

【0099】

また、上記の姿勢制御装置が角度の情報をＤＵまたはＣＵに送出し、通信装置１００のビーム制御部がＤＵまたはＣＵが選択した自通信装置の角度に対応する補正情報（ビームＩＤセット）に基づきビーム幅を制御する構成としてもよい。これにより、通信システム内で通信装置が接続されるＤＵやＣＵ等の上位装置を介して通信装置が角度の情報を受け取り、角度対応のビーム制御を行えるようになる。

【0100】

また、通信装置１００は、ビーム制御部が自通信装置の角度を所定時期ごとに取得し、角度の変更時には、変更後の角度に対応する補正情報（ビームＩＤセット）を選択し、ビーム幅を制御することとしてもよい。これにより、例えば、日時等の時間経過でビームＩＤごとに収容する端末数の変動に対応した角度変更により、各ビームＩＤのカバー面積を変化させて収容する端末数を均一にすることができるようになる。

【0101】

また、通信装置１００は、ビーム制御部がオンサイト上の複数のビームＩＤのトラフィック変動に応じて角度を変更する制御を行うこととしてもよい。例えば、通信装置は上位装置からの指示により、角度に対応して各ビームＩＤのビーム幅を変更することで、複数のビームＩＤに位置する端末数を均一にすることができるようになる。

【0102】

さらに、通信装置１００は、ビーム制御部がオンサイト上の複数のビームＩＤのトラフィック変動に応じてビームＩＤごとにビーム幅を変更する制御を行うこととしてもよい。例えば、通信装置は上位装置からの指示により、複数のビームＩＤのビーム幅をそれぞれ変更することで、複数のビームＩＤに位置する端末数を均一にすることができるようになる。

【0103】

これらのことから、実施の形態によれば、通信装置が複数のビームＩＤをオンサイト上に投影しオンサイト上の端末と通信する構成において、ビームＩＤごとのビーム幅を制御することで、オンサイト上に投影された後の複数のビームＩＤごとのカバー面積を適切なカバー面積にできるようになる。例えば、通信装置は、カバー面積を積極的に変更することで、複数のビームＩＤのカバー面積を均一にしたり、一部のビームＩＤのカバー面積のみを変更したりすることができる。カバー面積の変更により特定のビームＩＤへの端末集中に対応でき、端末の移動によりビームＩＤの頻繁な切替を抑え、特定のビームＩＤでの多数の端末の同時接続を抑え、スループット向上を図ることができるようになる。

【0104】

なお、本発明の実施の形態で説明した通信方法は、予め用意されたプログラムをサーバー等のプロセッサに実行させることにより実現することができる。本方法は、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また本方法は、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。

【0105】

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

【0106】

（付記１）複数のビームＩＤに対しビームフォーミングを行いオンサイト上の端末と無線通信する通信装置において、
前記ビームＩＤごとにアンテナが放射するビーム幅のビーム制御情報を記憶する記憶部と、
前記ビーム制御情報に基づいて前記ビームＩＤごとのビーム幅でビーム制御を行うビーム制御部と、
を備えたことを特徴とする通信装置。

【0107】

（付記２）前記ビーム制御部は、
自通信装置の設置の条件に基づき、自通信装置に近いオンサイトに投影されるビームＩＤの前記ビーム幅を広くし、自通信装置から遠いオンサイトに投影されるビームＩＤになるほど前記ビーム幅を狭くし、前記オンサイトに投影される複数のビームＩＤのカバー面積を均一にする制御を行う、
ことを特徴とする付記１に記載の通信装置。

【0108】

（付記３）前記ビーム制御部は、
前記ビーム幅の垂直方向と水平方向のうち前記垂直方向に対し、前記ビーム幅の制御を行う、
ことを特徴とする付記２に記載の通信装置。

【0109】

（付記４）前記ビーム制御部は、
前記ビーム幅の垂直方向と水平方向のうち前記垂直方向に対し、自通信装置に近いオンサイトに投影されるビームＩＤの送信電力を低くし、自通信装置から遠いオンサイトに投影されるビームＩＤになるほど送信電力を高くし、複数のビームＩＤのカバー面積の電力を均一にする制御を行う、
ことを特徴とする付記２または３に記載の通信装置。

【0110】

（付記５）前記ビーム制御部は、
前記ビームＩＤのビーム幅を前記角度ごとに補正する補正情報を前記制御情報として前記記憶部に記憶保持し、
検出した自通信装置の角度に対応する前記補正情報を選択し、前記ビーム幅を制御する、
ことを特徴とする付記１～３のいずれか一つに記載の通信装置。

【0111】

（付記６）自通信装置の前記角度を検出するセンサを有し、
前記ビーム制御部は、
検出した自通信装置の前記角度に対応する前記補正情報を選択し、前記ビーム幅を制御する、
ことを特徴とする付記５に記載の通信装置。

【0112】

（付記７）自通信装置の前記角度が姿勢制御装置により変更自在に制御され、
前記ビーム制御部は、
前記姿勢制御装置が変更した角度の情報に基づき、自通信装置の前記角度に対応する前記制御情報を選択し、前記ビーム幅を制御する、
ことを特徴とする付記５に記載の通信装置。

【0113】

（付記８）前記姿勢制御装置は、前記角度の情報をＤＵ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔ）またはＣＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｔ）に送出し、
自通信装置の前記ビーム制御部は、
前記ＤＵまたは前記ＣＵが選択した自通信装置の角度に対応する前記補正情報に基づき前記ビーム幅を制御する、
ことを特徴とする付記７に記載の通信装置。

【0114】

（付記９）前記ビーム制御部は、
自通信装置の前記角度を所定時期ごとに取得し、前記角度の変更時には、変更後の角度に対応する前記補正情報を選択し、前記ビーム幅を制御する、
ことを特徴とする付記５～８のいずれか一つに記載の通信装置。

【0115】

（付記１０）前記ビーム制御部は、
前記オンサイト上の複数の前記ビームＩＤのトラフィック変動に応じて前記角度を変更する制御を行う、
ことを特徴とする付記２～９のいずれか一つに記載の通信装置。

【0116】

（付記１１）前記ビーム制御部は、
前記オンサイト上の複数の前記ビームＩＤのトラフィック変動に応じて前記ビームＩＤごとに前記ビーム幅を変更する制御を行う、
ことを特徴とする付記１～９のいずれか一つに記載の通信装置。

【0117】

（付記１２）複数のビームＩＤに対しビームフォーミングを行いオンサイト上の端末と無線通信する通信装置の通信方法において、
前記ビームＩＤごとにアンテナが放射するビーム幅のビーム制御情報を記憶部に記憶しておき、
前記ビーム制御情報に基づいて前記ビームＩＤごとのビーム幅でビーム制御を行う、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする通信方法。

【0118】

（付記１３）自通信装置の設置の条件に基づき、自通信装置に近いオンサイトに投影されるビームＩＤの前記ビーム幅を広くし、自通信装置から遠いオンサイトに投影されるビームＩＤになるほど前記ビーム幅を狭くし、前記オンサイトに投影される複数のビームＩＤのカバー面積を均一にする制御を行う、
ことを特徴とする付記１２に記載の通信方法。

【符号の説明】

【0119】

１００ 通信装置
１００ａ 放射面
２０１ ＤＵ／ＣＵ
２０２ 姿勢制御装置
２１０ 端末
２１１ 姿勢検知センサ
２２１ ビームＩＤセット選択部
３０１ ＲＦフロントエンド
３０２ 無線通信回路
３０３ ＢＢ処理部
３０４ ビームＩＤ制御部
３０５ 判定部
３０６ メモリ
３０７ ＦＨインターフェース
４０１ ＣＰＵ（制御部）
４０２ メモリ
４０３ ネットワークインターフェース（ＩＦ）
４０５ 記録媒体
５０１，５０２ 取付具
６００ アンテナ
９０１ モータ駆動部
９０２ 角度情報保持部
９０３ 処理部
９０４ インターフェース
９１２ ビームＩＤ付加部
９１３ 無線信号生成部
Ｂ ビーム幅
Ｓ カバー面積

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】