特許 7529306 アンテナビーム方向制御装置、アンテナビーム方向制御システム、アンテナビーム方向制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】アンテナビーム方向制御装置、アンテナビーム方向制御システム、アンテナビーム方向制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/06 20060101AFI20240730BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

H04B7/06 860

H04W16/28

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023028052

(22)【出願日】2023-02-27

【審査請求日】2023-02-27

【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４年度、総務省、「アクティブ空間無線リソース制御技術に関する研究開発」委託事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000232287

【氏名又は名称】日本電業工作株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100149113

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 謹矢

(72)【発明者】

【氏名】大本 隆太郎

(72)【発明者】

【氏名】萩原 弘樹

【審査官】齊藤 晶

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０５３６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／０１２５９６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／０６

Ｈ０４Ｗ １６／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信が行われる無線通信環境において、アクセスポイントと、当該アクセスポイントと通信する通信相手装置と、電波を反射する反射体及び電波を中継するリピータのいずれか一方又は両方とを含む通信に関わる装置の位置に関する位置情報と、当該装置を個別に識別する個体識別情報とを取得する情報取得部と、
前記位置情報及び前記個体識別情報に従って、前記アクセスポイント側のアンテナから放射されるビーム状の電波の方向であるアンテナビーム方向をビームフォーミングに基づいて決定するアンテナビーム方向決定部と、
前記アクセスポイントに前記アンテナビーム方向を通知する通知部と
を備えるアンテナビーム方向制御装置。

【請求項2】

前記通信に関わる装置には、電波の伝搬を遮蔽する遮蔽物を含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナビーム方向制御装置。

【請求項3】

前記アンテナビーム方向決定部は、使用する周波数帯域、チャネル数の決定と、使用するストリームの決定を含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナビーム方向制御装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナビーム方向制御装置と、
前記アンテナビーム方向制御装置によるアンテナビーム方向の決定に従って、ストリームを選択するアクセスポイントと、
前記アクセスポイントによって選択されたストリームに接続され、アンテナビーム方向をビームフォーミングにより設定するビームフォーマと、
前記ビームフォーマに接続されたアレイアンテナを含むアンテナモジュールと
を備えるアンテナビーム方向制御システム。

【請求項5】

前記アンテナモジュールは、前記アクセスポイントが選択したストリームに、前記ビームフォーマを介さないで接続されたアンテナを含むことを特徴とする請求項４に記載のアンテナビーム方向制御システム。

【請求項6】

無線通信が行われる無線通信環境において、アクセスポイントと、当該アクセスポイントと通信する通信相手装置と、電波を反射する反射体及び電波を中継するリピータのいずれか一方又は両方とを含む通信に関わる装置の位置に関する位置情報と、当該装置を個別に識別する個体識別情報とを取得する情報取得ステップと、
前記位置情報及び前記個体識別情報に従って、前記アクセスポイント側のアンテナから放射されるビーム状の電波の方向であるアンテナビーム方向をビームフォーミングに基づいて決定するアンテナビーム方向決定ステップと、
前記アクセスポイントに前記アンテナビーム方向を通知する通知ステップと
を含むアンテナビーム方向制御方法。

【請求項7】

コンピュータに、
無線通信が行われる無線通信環境において、アクセスポイントと、当該アクセスポイントと通信する通信相手装置と、電波を反射する反射体及び電波を中継するリピータのいずれか一方又は両方とを含む通信に関わる装置の位置に関する位置情報と、当該装置を個別に識別する個体識別情報とを取得する情報取得機能と、
前記位置情報及び前記個体識別情報に従って、前記アクセスポイント側のアンテナから放射されるビーム状の電波の方向であるアンテナビーム方向をビームフォーミングに基づいて決定するアンテナビーム方向決定機能と、
前記アクセスポイントに前記アンテナビーム方向を通知する通知機能と
を実現させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナビーム方向制御装置、アンテナビーム方向制御システム、アンテナビーム方向制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の基地局と端末とが存在し、それらの間で無線通信が行われる無線通信環境では、電波間の干渉や、電波が届かない不感地帯が生じやすい。

【0003】

特許文献１には、基地局に適用され、アンテナアレイを少なくとも２つのアンテナサブアレイに分割し、受信された、ユーザ端末（ＵＥ）から送信された第１の上り信号に基づいて、各アンテナサブアレイ毎の、異なる送信側の無線伝搬チャネル間の空間相関性を示す送信側相関性パラメータを推定し、各アンテナサブアレイ毎に、前記送信側相関性パラメータに基づいて、下り参照信号に対してビームフォーミングを行い、ビームフォーミング後の下り参照信号を、該アンテナサブアレイによって、前記ＵＥに送信する、ことを含むマルチアンテナ伝送方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１９－５０８９４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、無線通信環境においては、通信相手装置である端末の移動などにより時々刻々に変化する。よって、無線通信環境における電波間の干渉や、電波が届かない不感地帯の発生の抑制には、電波の進む方向を動的に制御できることがよい。電波の進む方向の動的な制御に、アンテナから放射されるビーム状の電波（以下では、ビームと表記する。）の方向（以下では、アンテナビーム方向と表記する。）を動的に制御できるビームフォーミング技術を用いることが考えられる。
本発明は、ビームフォーミング技術によりアンテナビーム方向を動的に制御するアンテナビーム方向制御装置などを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明が適用されるアンテナビーム方向制御装置は、無線通信が行われる無線通信環境において、アクセスポイントと、アクセスポイントと通信する通信相手装置と、電波を反射する反射体及び電波を中継するリピータのいずれか一方又は両方とを含む通信に関わる装置の位置に関する位置情報と、装置を個別に識別する個体識別情報とを取得する情報取得部と、位置情報及び個体識別情報に従って、アクセスポイント側のアンテナから放射されるビーム状の電波の方向であるアンテナビーム方向をビームフォーミングに基づいて決定するアンテナビーム方向決定部と、アクセスポイントにアンテナビーム方向を通知する通知部とを備える。

【0007】

このようなアンテナビーム方向制御装置において、通信に関わる装置には、電波の伝搬を遮蔽する遮蔽物を含むことを特徴とすることができる。
また、このようなアンテナビーム方向制御装置において、アンテナビーム方向決定部は、使用する周波数帯域、チャネル数の決定と、使用するストリームの決定を含むことを特徴とすることができる。

【0008】

他の観点から捉えると、本発明が適用されるアンテナビーム方向制御システムは、上記のアンテナビーム方向制御装置と、アンテナビーム方向制御装置によるアンテナビーム方向の決定に従って、ストリームを選択するアクセスポイントと、アクセスポイントによって選択されたストリームに接続され、アンテナビーム方向をビームフォーミングにより設定するビームフォーマと、ビームフォーマに接続されたアレイアンテナを含むアンテナモジュールとを備える。

【0009】

このようなアンテナビーム方向制御システムにおいて、アンテナモジュールは、アクセスポイントが選択したストリームに、ビームフォーマを介さないで接続されたアンテナを含むことを特徴とすることができる。

【0010】

さらに他の観点から捉えると、本発明が適用されるアンテナビーム方向制御方法は、無線通信が行われる無線通信環境において、アクセスポイントと、アクセスポイントと通信する通信相手装置と、電波を反射する反射体及び電波を中継するリピータのいずれか一方又は両方とを含む通信に関わる装置の位置に関する位置情報と、装置を個別に識別する個体識別情報とを取得する情報取得ステップと、位置情報及び個体識別情報に従って、アクセスポイント側のアンテナから放射されるビーム状の電波の方向であるアンテナビーム方向をビームフォーミングに基づいて決定するアンテナビーム方向決定ステップと、アクセスポイントにアンテナビーム方向を通知する通知ステップとを含む。

【0011】

さらにまた、他の観点から捉えると、本発明が適用されるプログラムは、コンピュータに、無線通信が行われる無線通信環境において、アクセスポイントと、アクセスポイントと通信する通信相手装置と、電波を反射する反射体及び電波を中継するリピータのいずれか一方又は両方とを含む通信に関わる装置の位置に関する位置情報と、装置を個別に識別する個体識別情報とを取得する情報取得機能と、位置情報及び個体識別情報に従って、アクセスポイント側のアンテナから放射されるビーム状の電波の方向であるアンテナビーム方向をビームフォーミングに基づいて決定するアンテナビーム方向決定機能と、アクセスポイントにアンテナビーム方向を通知する通知機能とを実現させる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ビームフォーミング技術によりアンテナビーム方向を動的に制御するアンテナビーム方向制御装置などを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】ビームフォーミングを利用するシナリオを説明する図である。（ａ）は、ＡＰと端末との間に電波の伝搬に対する遮蔽物が存在しない場合、（ｂ）は、ＡＰと端末との間に電波に対する遮蔽物が存在する場合、（ｃ）は、端末の近傍からＡＰの方向に干渉を生じさせる電波が入射する場合である。

【図2】ビームフォーミング技術を用いてアンテナビーム方向を制御するアンテナビーム方向制御システムの一例を示す図である。

【図3】アンテナビーム方向制御装置の構成を説明する図である。

【図4】アンテナビーム方向制御装置の機能ブロック図である。

【図5】アンテナビーム方向制御装置が行うアンテナビーム方向制御方法を説明するフロチャートである。

【図6】ＡＰとビームフォーマとアンテナモジュールとの関係を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

無線ＬＡＮ（Local Area Network）で構成される無線通信環境（電波環境と呼ばれることがある。）において、アンテナビーム方向を動的に制御するアンテナビーム方向制御技術を説明する。ここでは、電波を送受信する無線局（以下では、アクセスポイント（ＡＰ）と表記する。）と、ＡＰからの電波を受信又はＡＰへ電波を送信する通信相手装置（以下では、端末と表記する）との間における電波伝搬路を設定するためにアンテナビーム方向を制御する。本実施の形態で説明する技術は、無線ＬＡＮに限らず、他の無線通信環境に適用できる。

【0015】

初めに、アンテナビーム方向を制御する技術であるビームフォーミング技術について説明する。
図１は、ビームフォーミングを利用するシナリオを説明する図である。図１（ａ）は、ＡＰ１と端末２との間に電波の伝搬に対する遮蔽物が存在しない場合、図１（ｂ）は、ＡＰ１と端末２との間に電波に対する遮蔽物４が存在する場合、図１（ｃ）は、端末２の近傍からＡＰ１の方向に干渉を生じさせる電波（以下では、干渉波と表記する。）が入射する場合である。ここで、ＡＰ１側から、予め定められた方向に予め定められた周波数帯域のビームを放射する。予め定められた方向は、指向方向と表記されることがあり、予め定められた方向にビームを放射することを指向性と表記することがある。

【0016】

図１（ａ）に示す、ＡＰ１と端末２との間に電波に対する遮蔽物が存在しない場合には、ＡＰ１側から、端末２にビームの方向（以下では、ビーム方向と表記する。）を向けて電波を放射すればよい。この場合、遮蔽物がないため、ＡＰ１側からのビームは端末２に届く。つまり、ＡＰ１と端末２とを直線的に結ぶ経路が電波伝搬路３になる。このように、電波伝搬路３は、最短距離で構成され、伝搬損失が最小となり、高いＣ／Ｎ（Carrier to Noise Ratio）が得られる。高いＣ／Ｎが得られることから、ＡＰ１と端末２との間の距離を長くできる。つまり、電波伝搬路３が延長できる。さらに、電波伝搬路３はＡＰ１と端末２とを直線的に結ぶ経路であるので、電波伝搬路３の断面積を縮小できる。つまり、ＡＰ１に干渉波が入射しにくい。

【0017】

図１（ｂ）に示す、ＡＰ１と端末２との間に電波を遮蔽する遮蔽物４が存在する場合、ＡＰ１と端末２との間を直線的に結ぶ電波伝搬路３を構成しようとしても、ビームは、端末２に届かない。この場合、端末２の周囲は不感地帯５となっている。しかし、ＡＰ１側から反射体６の方向にビームを放射し、反射体６で反射したビームが端末２に届くならば、ＡＰ１と端末２との間で遮蔽物４を回避した通信が可能な電波伝搬路７が構成される。なお、電波伝搬路７は、ＡＰ１から反射体６までの電波伝搬路７Ａと反射体６から端末２までの電波伝搬路７Ｂとで構成されている。つまり、ＡＰ１側からのビームがビームフォーミング技術により、ビーム方向が変更されることにより、端末２にビームが届き、不感地帯５が解消する。このように、ビームフォーミング技術を使用すると、不感地帯５が解消して通信が可能となるエリアが拡大する。

【0018】

なお、反射体６は、例えば、メタマテリアルであるＩＲＳ（Intelligent Reflecting Surface）であって、電極の構造により入射角と反射角との関係が設定される。なお、反射体６は、ＩＲＳでなくともよく、金属で構成された反射板でもよい。

【0019】

図１（ｃ）に示す、ＡＰ１側から放射される電波と干渉する電波（干渉波）が端末２近傍の電波源８からＡＰ１の方向に入射する場合、ＡＰ１と端末２との間を直線的に結ぶ電波伝搬路３を構成しても、干渉により通信が不能になる場合がある。しかし、図１（ｂ）と同様に、ＡＰ１側から反射体６の方向にビームを放射し、反射体６で反射したビームが端末２に届くならば、干渉を回避した通信が可能な電波伝搬路７が構成される。なお、電波伝搬路７は、ＡＰ１から反射体６までの電波伝搬路７Ａと反射体６から端末２までの電波伝搬路７Ｂとで構成されている。つまり、ＡＰ１側からのビーム方向と干渉波の方向との間に角度（離角）θを設けるように、ビームフォーミングにより、ＡＰ１側からのビーム方向を変更することにより干渉が回避される。

【0020】

ビームフォーミングは、例えば、複数のアンテナ素子を平面上に配列したアレイアンテナを用い、各アンテナ素子に供給する信号の位相及び／又は振幅を制御することにより、行える。以下では、ビームフォーミングは、アレイアンテナを対象として行うとして説明する。なお、必ずしも、ビーム方向を変えるのにアレイアンテナを用いなくともよい。

【0021】

図２は、ビームフォーミング技術を用いてアンテナビーム方向を制御するアンテナビーム方向制御システム１００の一例を示す図である。
アンテナビーム方向制御システム１００は、情報サーバ２０と、アンテナビーム方向制御装置１０と、ＡＰ１と、ビームフォーマ３０とを備える。なお、ビームフォーマ３０には、アンテナモジュール４０（後述する図３参照）が接続されているが、図２においては、図示を省略している。

【0022】

情報サーバ２０には、電波センサ（不記載）などによって測定された端末２、リピータ（不図示）、遮蔽物４、反射体６等の位置に関する情報（以下では、位置情報と表記する。）と、端末２、リピータ、反射体６、遮蔽物４等を個体ごとに個別に識別する情報（以下では、個体識別情報と表記する。）とが集約（記憶）されている。なお、リピータは、電波を中継する中継装置である。ここでは、ＡＰ１、端末２、リピータ（不図示）、遮蔽物４、反射体６等を通信に関わる装置と呼ぶ。

【0023】

アンテナビーム方向制御装置１０は、情報サーバ２０から、位置情報と個体識別情報とを取得し、ＡＰ１と端末２との間における電波伝搬路を決定する。すなわち、アンテナビーム方向制御装置１０は、通信品質であるＱｏＳ（Quality of Service）などを考慮して、使用する帯域、チャネル数を決定する。そして、アンテナビーム方向制御装置１０は、使用するストリーム、アンテナビーム方向等を決定して、ＡＰ１に通知する。

【0024】

ＡＰ１は、アンテナビーム方向制御装置１０からの通知に基づいて、ストリームを選択し、アンテナビーム方向をビームフォーマ３０に入力する。

【0025】

ビームフォーマ３０は、アンテナビーム方向制御装置１０からの指示に従って、ビーム方向を制御する。なお、端末２が移動した場合には、情報サーバ２０から取得した端末２の位置情報の変化に追従して、ＡＰ１への通知を変更する。ＡＰ１への通知に対応して、ビームフォーマ３０は、端末２の位置情報の変化に追従して、ビーム方向を動的に変化させる。つまり、ビームフォーマ３０は、移動する端末２に対してビームトラッキングを行う。

【0026】

このように、アンテナビーム方向制御装置１０は、ＡＰ１と端末２との間において、遮蔽物４の存在や干渉波により通信不能とならないアンテナビーム方向を設定する。つまり、遮蔽物４が存在せず、干渉波による影響を受けない場合には、図１（ａ）に示したように、ＡＰ１と端末２とを直線で結ぶ方向にアンテナビーム方向（図１（ａ）の電波伝搬路３）を設定するようにＡＰ１に通知する。一方、遮蔽物４が存在する場合には、図１（ｂ）に示したように、ビーム方向を反射体６に向けて、遮蔽物４を回避したアンテナビーム方向（図１（ｂ）の電波伝搬路７）をＡＰ１に通知する。干渉波がある場合には、ビームの向きを反射体６に向けて、干渉波の方向に対して離角を設けたアンテナビーム方向（図１（ｃ）の電波伝搬路７）をＡＰ１に通知する。

【0027】

図３は、アンテナビーム方向制御装置１０の構成を説明する図である。アンテナビーム方向制御装置１０は、例えばコンピュータとして構成されている。

【0028】

アンテナビーム方向制御装置１０は、ＣＰＵ１１と、記憶部１２と、入力部１３と、出力部１４と、インターフェース１５（図３及び以下では、Ｉ／Ｆ１５と表記する。）とを備える。ＣＰＵ１１、記憶部１２、入力部１３、出力部１４、Ｉ／Ｆ１５は、バス１６で接続されている。情報サーバ２０及びＡＰ１は、Ｉ／Ｆ１５に接続されている。なお、ＣＰＵ１１は、プロセッサと、記憶部１２は、メモリと表記されることがある。

【0029】

入力部１３は、キーボードやマウスなどの入力デバイスであって、ＣＰＵ１１が実行する処理に関する指示が入力される。出力部１４は、ディスプレイやプリンタなどであって、ＣＰＵ１１が実行した処理の結果が出力される。記憶部１２は、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶媒体であって、ＣＰＵ１１が実行する処理に関するプログラムやデータを記憶する。ＣＰＵ１１は、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行する。例えば、ＣＰＵ１１は、情報サーバ２０からＩ／Ｆ１５を介して取得した位置情報と個体識別情報とを、記憶部１２に記憶させ、記憶部１２が記憶した位置情報と個体識別情報とに基づいて、ＡＰ１と端末２との間における電波伝搬路を決定する。そして、Ｉ／Ｆ１５を介して、決定した電波伝搬路に基づいて、アンテナビーム方向をＡＰ１に指示する。

【0030】

図４は、アンテナビーム方向制御装置１０の機能ブロック図である。図４では、アンテナビーム方向制御装置１０に加えて、情報サーバ２０と、ＡＰ１と、ビームフォーマ３０と、アンテナモジュール４０とを示している。アンテナモジュール４０は、アレイアンテナ４１と、アンテナ４２とを備える。前述したように、アレイアンテナ４１は複数のアンテナ素子を備え、ＡＰ１への通知に基づいて、接続されたビームフォーマ３０によりビームフォーミングする。つまり、アレイアンテナ４１は、ビームフォーマ３０によりビーム方向が設定される。一方、アンテナ４２は、ビームフォーマ３０を介さないで、ＡＰ１に接続され、放射するビーム方向が予め定められている。なお、アンテナモジュール４０は、アンテナ４２を備えなくともよい。なお、ＡＰ１からビームフォーマ３０又はアンテナ４２に信号を送信する経路は、ストリームと呼ばれる。ストリーム５１により、ＡＰ１からビームフォーマ３０に信号が送信され、ストリーム５２により、ＡＰ１からアンテナ４２に信号が送信される。なお、ストリーム５１、５２を区別しない場合は、ストリーム５０と表記する。

【0031】

アンテナビーム方向制御装置１０は、情報取得部１１１と、周波数帯域及びチャネル数決定部１１２と、ストリーム決定部１１３と、通知部１１４とを備える。情報取得部１１１は、情報サーバ２０から位置情報及び個体識別情報を取得する。周波数帯域及びチャネル数決定部１１２は、取得した位置情報及び個体識別情報から、ＡＰ１と端末２との間に設定される電波伝搬路に基づいて、使用する周波数帯域及びチャネル数を決定する。ストリーム決定部１１３は、決定された周波数帯域及びチャネル数に応じてストリーム５０（ストリーム５１又はストリーム５２）を決定する。そして、所望の方向にアンテナビームを向けるようにビームフォーマ３０の位相と振幅とを決定する。通知部１１４は、決定されたアンテナビーム方向をＡＰ１に通知する。情報取得部１１１が有する機能が情報取得機能の一例である。周波数帯域及びチャネル数決定部１１２とストリーム決定部１１３とを合わせて、アンテナビーム方向決定部の一例であるとし、周波数帯域及びチャネル数決定部１１２とストリーム決定部１１３との機能がアンテナビーム方向決定機能の一例である。そして、通知部１１４が有する機能が通知機能の一例である。

【0032】

情報取得部１１１及び通知部１１４は、図３におけるＩ／Ｆ１５によって実現される。周波数帯域及びチャネル数決定部１１２及びストリーム決定部１１３は、図３におけるＣＰＵ１１が記憶部１２に記憶されたプログラム、情報サーバ２０から取得した位置情報、個体識別情報等を用いて処理することによって実現される。

【0033】

ＡＰ１は、アンテナビーム方向制御装置１０からの通知されたストリーム５０に信号を送信する。通知されたストリーム５０がビームフォーマ３０に接続されたストリーム５１であれば、ビームフォーマ３０は、アンテナビーム方向制御装置１０からの指示にしたがったビームフォーミングを行い、ビームフォーマ３０に接続されたアレイアンテナ４１からビームを放射する。一方、通知されたストリーム５０がビームフォーマに接続されていないストリーム５２であれば、ビームフォーミングを行うことなく、アンテナ４２からビームを放射する。

【0034】

図５は、アンテナビーム方向制御装置１０が行うアンテナビーム方向制御方法を説明するフロチャートである。
ステップ１（図５においてＳ１と表記する。以下同様とする。）において、情報サーバ２０から位置情報及び個体識別情報を取得する。ステップ１は、情報取得ステップの一例である。
ステップ２において、ＡＰ１と端末２との間に電波伝搬路を構成するために使用する周波数帯域及びチャネル数を決定する。
ステップ３において、ステップ２において決定された周波数帯域及びチャネル数に基づいて使用するストリーム５０を決定する。
ステップ４において、位置情報及び個体識別情報より決定した電波伝搬路に従って、所望の方向にアンテナビームを向けるようにビームフォーマ３０の位相と振幅とを決定する。ステップ４は、アンテナビーム方向決定ステップの一例である。
ステップ５において、ステップ４で決定したアンテナビーム方向をＡＰ１に通知する。ステップ５は、通知ステップの一例である。
ステップ６において、情報サーバ２０から位置情報及び個体識別情報を取得する。
ステップ７において、端末２の位置情報に変化があるか否かを判断する。ステップ７において、端末２の位置情報に変化がないと判断された場合（Ｎｏの場合）は、ステップ６に戻る。一方、ステップ７において、端末２の位置情報に変化があると判断された場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップ２に戻る。なお、ステップ７において、位置情報に変化があるか否かの判断の対象を端末２としたが、遮蔽物４、リピータ、反射体６を含めてもよい。さらに、ステップ７に、新たな端末が出現したか否かを判断することを含めてもよく、通信中の端末２が通信を終了したか否かを判断することを含めてもよい。

【0035】

ここでは、端末２が移動した場合に対応して、アンテナビーム方向を変更する。つまり、アンテナビーム方向は動的に構成されるので、ＡＰ１と端末２との間における電波伝搬路が切れて通信が途絶えることが抑制される。

【0036】

図６は、ＡＰ１とビームフォーマ３０とアンテナモジュール４０との関係を説明する図である。ここでは、従来のＷｉ－Ｆｉ（登録商標）に６ＧＨｚ帯を加えたＷｉ－Ｆｉ ６Ｅを例として説明する。なお、アンテナモジュール４０から、端末２又は反射体６に向かって電波が放射される。ここで、後に説明する端末２－１を除く、端末２は、紙面の最上部の端末２を除いて符号を省略する。

【0037】

ＡＰ１は、Ｗｉ－Ｆｉ ６Ｅの通信機能を集積したＷｉ－Ｆｉ ６Ｅ対応ＳｏＣ（System on Chip）を備え、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯、６ＧＨｚ帯を扱う。ここでは、一例として２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯、及び６ＧＨｚ帯のそれぞれが４個のストリーム５０を備えるとする。そして、ビームフォーマ３０－１、３０－２が、５ＧＨｚ帯のストリーム５０における２つのストリーム５１－１、５１－２に対して設けられている。そして、ビームフォーマ３０－１、３０－２のそれぞれに、４個のアンテナ素子で構成されたアレイアンテナ４１（アレイアンテナ４１－１、４１－２）が接続されている。なお、他のストリーム５０は、ストリーム５２であって、それぞれアンテナ４２に接続されている。なお、符号は紙面の最上部のストリーム５２及びアンテナ４２にのみ付す。ここでは、２．４ＧＨｚ帯の４個のストリーム５２（図６では最上部を除いて符号なし）、６ＧＨｚ帯の４本のストリーム５２（図６では符号なし）はそれぞれ４個が組になって、５ＧＨｚ帯のビームフォーマ３０－１、３０－２に接続されていない２個のストリーム５２（図６では符号なし）は２個が組になって、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）を構成する。なお、周波数帯ごとにストリーム５０を４本としたが、他の本数でもよい。

【0038】

図６に示すように、ビームフォーマ３０－１に接続されたアレイアンテナ４１－１は、端末２－１の方向にビーム方向を向け、ビームフォーマ３０－２に接続されたアレイアンテナ４１－２は、反射体６の方向にビーム方向を向けている。
ここでは、ビームフォーマ３０－１、３０－２を複数あるストリームの一部に設けている。つまり、１２本あるストリームの内の２本にのみビームフォーマ３０が設けられている。ビームフォーマ３０は、すべてのストリーム５０に設けることを要しない。アレイアンテナ４１でビームフォーミングを行う場合、位相や振幅を変化させた信号をアレイを構成する複数のアンテナ素子に供給する。このため、ビームフォーマ３０を多数のストリーム５０に設けると、アンテナモジュール４０におけるアンテナ素子数が増大する。しかし、ビームフォーミングを必要とする一部のストリーム５０にのみビームフォーマ３０を設けることで、アンテナモジュール４０を構成するアンテナ素子の数が抑制され、アンテナモジュール４０を小型化できる。

【0039】

以上において、本発明における実施の形態を説明したが、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形を行っても構わない。

【符号の説明】

【0040】

１…アクセスポイント（ＡＰ）、２…端末、３、７…電波伝搬路、４…遮蔽物、５…不感地帯、６…反射体、８…電波源、１０…アンテナビーム方向制御装置、２０…情報サーバ、３０…ビームフォーマ、４０…アンテナモジュール、４１…アレイアンテナ、４２…アンテナ、５０、５１、５２…ストリーム、１００…アンテナビーム方向制御システム、１１１…情報取得部、１１２…周波数帯域及びチャネル数決定部、１１３…ストリーム決定部、１１４…通知部

【要約】

【課題】ビームフォーミング技術によりアンテナビーム方向を動的に制御するアンテナビーム方向制御装置などを提供する。
【解決手段】アンテナビーム方向制御装置は、無線通信が行われる無線通信環境において、アクセスポイント及びアクセスポイントと通信する通信相手装置を含む通信に関わる装置の位置に関する位置情報と、装置を個別に識別する個体識別情報とを取得する情報取得部と、位置情報及び個体識別情報に基づいて、アクセスポイント側のアンテナから放射されるビーム状の電波の方向であるアンテナビーム方向をビームフォーミングに基づいて決定するアンテナビーム方向決定部と、アクセスポイントにアンテナビーム方向を通知する通知部とを備える。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】