JP6483635B2

JP6483635B2 - 無線通信装置および無線通信方法

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Publication number: JP6483635B2
Application number: JP2016052910A
Authority: JP
Inventors: 綾子松尾; 旦代　智哉; 智哉旦代
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2036-03-16
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Description

本発明の実施形態は、無線通信用集積回路および無線通信端末に関する。

アクセスポイントが複数のアンテナを有し、それらの指向性を端末毎に制御することで、端末との送受信時のＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）を改善する仕組みが提案されている。この提案では、複数のアンテナの指向性の組み合わせ毎の特性を、端末毎にリストとして保持しておく。リストは、空き時間にチャネルのサウンディングを行うことで取得する。このリストをもとにアンテナ制御を行う。しかし、組み合わせ毎にサウンディングを行うことは、オーバヘッドの増加につながる

一方、アンテナ制御期間と通常期間とを繰り返し、アンテナ制御期間にてアンテナの指向性をアップデートする仕組みが提案されている。

米国特許第８５９４７３４号明細書米国特許出願公開第２０１１／０１１７８５５号明細書

ＩＥＥＥ１１−１３／０２８７ｒ３ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ａｃ−２０１３

本発明の実施形態は、複数のアンテナを用いて、端末との通信を効率的に行う無線通信用集積回路および無線通信端末を提供する。

本発明の実施形態としての無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路を備える。前記ベースバンド集積回路は、ＲＦ集積回路を介して受信した第１フレームの複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整し、前記指向性を調整した後、前記ＲＦ集積回路を介して、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する。

本発明の実施形態に従った無線通信システムを示す図。本実施形態に係るＭＡＣフレームのフォーマット例を示す図。情報エレメントのフォーマットを示す図。物理パケットの構成例を示す図。本実施形態に係る動作のシーケンス例を示す図。４つの指向性のイメージ例を示す図。図６の４つの指向性を重ね合わせたイメージ図。アクセスポイントで行うアンテナ指向性制御の第１の例のフローチャートを示す図。複数のアンテナの指向性の設定例を端末毎に示す図。アクセスポイントで行うアンテナ指向性制御の第２の例のフローチャートを示す図。複数のアンテナの指向性の設定例を端末毎に示す図。アクセスポイントで行うアンテナ指向性制御の第３の例のフローチャートを示す図。アクセスポイントの動作例のフローチャートを示す図。アクセスポイントの動作の他の例のフローチャートを示す図。アクセスポイントの動作のさらに他の例のフローチャートを示す図。アクセスポイントに搭載される無線通信装置の機能ブロック図。端末に搭載される無線通信装置の機能ブロック図。端末またはアクセスポイントの全体構成例を示す図。第２の実施形態に係るアクセスポイントまたは端末に搭載される無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。第３の実施形態に係る端末の斜視図。第３の実施形態に係るメモリーカードを示す図。コンテンション期間のフレーム交換の一例を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。無線ＬＡＮの規格書して知られているＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１^TM−２０１２およびＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ａｃ^TM−２０１３は、本明細書においてその全てが参照によって組み込まれる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｂｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）ものとする。

図１に、本実施形態に従った無線通信システムを示す。無線通信システムは、基地局であるアクセスポイント（ＡＰ：ＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）１１と、複数の非基地局である無線通信端末１〜８とを備える。無線通信端末は、端末、ユーザ、無線端末、またはステーション（ＳＴＡ）と呼ぶこともある。アクセスポイント１１も、中継機能を有する点を除き、端末の機能を有するため、端末の一形態である。アクセスポイント１１は、複数のアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを備える。端末１〜８は、それぞれ１つまたは複数のアンテナを備える。

アクセスポイント１１と端末１〜８は、任意の無線通信方式に従って無線通信を行う。一例として、アクセスポイントおよび端末は、それぞれＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した通信を行う。端末に搭載される無線通信装置は、アクセスポイントに搭載される無線通信装置と通信する。アクセスポイントに搭載される無線通信装置は、端末に搭載される無線通信装置と通信する。

本実施形態の無線通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮを想定するが、これに限定されるものではない。ＩＥＥＥ８０２．１１規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、次世代無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｘのいずれも指してもよいし、これら以外のものを指してもよい。

アクセスポイント１１は、自局に関する属性情報を通知するため、定期的にビーコンフレームを送信する。各端末は、例えばこのビーコンフレームを受信することでアクセスポイント１１の存在を把握できる。端末１〜８の全部または一部がアクセスポイント１１に接続することで、端末とアクセスポイント１１との間で、無線通信グループ（ＢＳＳ：ＢａｓｉｃＳｅｒｖｉｃｅＳｅｔ）が形成される。接続とは、無線リンクを確立した状態を意味しており、アクセスポイントとのアソシエーションプロセスを経て、通信に必要なパラメータの交換が完了することで、無線リンクが確立される。無線リンクを確立した端末には、アソシエーションＩＤ（ＡＩＤ）が割り当てられる。ＡＩＤは、端末がアクセスポイントのＢＳＳに属するためにアクセスポイントとの間で行うアソシエーションプロセス時に付与される識別子である。

より詳細には、アクセスポイントは、接続要求（ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ）フレームを送信してきた端末に接続許可をする場合に、そのネットワークでローカルに生成した番号を割り当てる。その番号がＡＩＤと呼ばれるものであり、０以外のある指定の範囲内の番号を割り当てる。ＡＩＤは、そのネットワーク（ＢＳＳ）内ではユニークになるように割り当てる。アクセスポイントは、接続を許可する端末に、割り当てたＡＩＤを含む接続応答（ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ）フレームを送信する。端末は、接続応答フレームからＡＩＤを読み出すことで、自装置のＡＩＤを把握する。端末は、アクセスポイントから接続許可の接続応答フレームを受信することで、アクセスポイントが形成するＢＳＳに属し、以降、アクセスポイントと通信することができる。このようなアクセスポイントと端末間の接続のプロセスをアソシエーションプロセスと呼ぶ。アクセスポイントは、端末とアソシエーションプロセスを行う前に、認証（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）プロセスを行ってもよい。アクセスポイントは、自装置に接続した端末を、ＡＩＤまたはＭＡＣアドレスにより識別する。

図２（Ａ）は、本実施形態に係るＭＡＣフレームの基本的なフォーマット例を示す。フレームの種別は、大きく、データフレーム、管理フレームおよび制御フレームに大別され、いずれの種別のフレームも、このようなフレームフォーマットをベースとする。本フレームフォーマットは、ＭＡＣヘッダ（ＭＡＣｈｅａｄｅｒ）、フレームボディ（Ｆｒａｍｅｂｏｄｙ）及びＦＣＳの各フィールドを含む。ＭＡＣヘッダは、図２（Ｂ）に示すように、ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ、Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤ、Ａｄｄｒｅｓｓ１、Ａｄｄｒｅｓｓ２、Ａｄｄｒｅｓｓ３，ＳｅｑｕｅｎｃｅＣｏｎｔｒｏｌ、ＱｏＳＣｏｎｔｒｏｌ及びＨＴ（ＨｉｇｈＴｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）ｃｏｎｔｒｏｌの各フィールドを含む。

これらのフィールドは必ずしもすべて存在する必要はなく、フレームの種別に応じて一部のフィールドが存在しない場合もあり得る。例えばＡｄｄｒｅｓｓ３フィールドが存在しない場合もある。また、ＱｏＳＣｏｎｔｒｏｌおよびＨＴＣｏｎｔｒｏｌフィールドの両方または一方が存在しない場合もある。またフレームボディフィールドが存在しない場合もあり得る。一方、図２に示されていない他のフィールドが存在してもよい。例えば、Ａｄｄｒｅｓｓ４フィールドがさらに存在してもよい。ＨＴＣｏｎｔｒｏｌフィールドを、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃのＶＨＴ（ＶｅｒｙＨｉｇｈＴｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）Ｃｏｎｔｒｏｌフィールド、または、次世代無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｘのＨＥ（ＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドに拡張してもよい。

Ａｄｄｒｅｓｓ１のフィールドには、受信先アドレス（ＲｅｃｅｉｖｅｒＡｄｄｒｅｓｓ；ＲＡ）が、Ａｄｄｒｅｓｓ２のフィールドには送信元アドレス（ＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒＡｄｄｒｅｓｓ；ＴＡ）が入り、Ａｄｄｒｅｓｓ３のフィールドにはフレームの用途に応じてＢＳＳの識別子であるＢＳＳＩＤ（ＢａｓｉｃＳｅｒｖｉｃｅＳｅｔＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）（全てのビットに１を入れて全てのＢＳＳＩＤを対象とするｗｉｌｄｃａｒｄＢＳＳＩＤ場合もある）か、あるいはＴＡが入る。

ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌフィールドには、タイプ（Ｔｙｐｅ）、サブタイプ（Ｓｕｂｔｙｐｅ）という２つのフィールド等が含まれる。データフレームか、管理フレームか、制御フレームかの大別はＴｙｐｅフィールドで行われ、大別されたフレームの中での細かい種別、例えば制御フレームであるＢＡ（ＢｌｏｃｋＡｃｋ）フレームおよびＢＡＲ（ＢｌｏｃｋＡｃｋＲｅｑｕｅｓｔ）フレームといった識別はＳｕｂｔｙｐｅフィールドで行われる。前述したビーコンフレーム、接続要求フレーム、接続応答フレームは、管理フレームである。

Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドは媒体予約時間を記載し、他の端末宛てのＭＡＣフレームを受信した場合に、当該ＭＡＣフレームを含む物理パケットの終わりから媒体予約時間に亘って、媒体が仮想的にビジーであると判定する。このような仮想的に媒体をビジーであると判定する仕組み、或いは、仮想的に媒体をビジーであるとする期間は、ＮＡＶ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｌｌｏｃａｔｉｏｎＶｅｃｔｏｒ）と呼ばれる。

ＱｏＳＣｏｎｔｒｏｌフィールドは、フレームの優先度を考慮して送信を行うＱｏＳ制御を行うために用いられる。このＱｏＳＣｏｎｔｒｏｌフィールドには、データのトラフィックに応じた識別子が設定されるＴＩＤフィールド（０〜１５までの１６種類存在）、および送達確認方式が設定されるＡｃｋｐｏｌｉｃｙフィールド等が含まれる。ＴＩＤフィールドを確認することで、データのトラフィック種別を認識することができ、またＡｃｋｐｏｌｉｃｙフィールドを確認することで、そのＱｏＳＤａｔａフレームが“ＮｏｒｍａｌＡｃｋｐｏｌｉｃｙ”か、“ＢｌｏｃｋＡｃｋｐｏｌｉｃｙ”か、それとも“ＮｏＡｃｋｐｏｌｉｃｙ”で送信されたのかを判別することができる。

ＨＴＣｏｎｔｒｏｌフィールドは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで導入されたフィールドであり、ＱｏＳデータフレームまたは管理フレームのときに、オーダーフィールドが１に設定されていると存在する。前述したように、ＨＴＣｏｎｔｒｏｌフィールドは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃのＶＨＴ（ＶｅｒｙＨｉｇｈＴｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドにも、次世代無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｘのＨＥ（ＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドにも拡張可能であり、各々ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ａｘの各種機能に応じた通知をすることができる。

管理フレームでは、固有のＥｌｅｍｅｎｔＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）が割り当てられた情報エレメント（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｌｅｍｅｎｔ；ＩＥ）をＦｒａｍｅＢｏｄｙフィールドに設定できる。フレームボディフィールドには、１つまたは複数の情報エレメントを設定できる。情報エレメントのフォーマットを図３に示す。情報エレメントは、ＥｌｅｍｅｎｔＩＤフィールド、Ｌｅｎｇｔｈフィールド、情報（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）フィールドの各フィールドを有する。情報エレメントは、ＥｌｅｍｅｎｔＩＤで識別される。情報フィールドは、通知する情報の内容を格納し、Ｌｅｎｇｔｈフィールドは、情報フィールドの長さ情報を格納する。管理フレームには、情報エレメント以外にも、フレーム種別（サブタイプ）に応じて、予め定められた１つまたは複数のフィールドが配置されてもよい。

ＦＣＳフィールドには、受信側でフレームの誤り検出のため用いられるチェックサム符号としてＦＣＳ（ＦｒａｍｅＣｈｅｃｋＳｅｑｕｅｎｃｅ）情報が設定される。ＦＣＳ情報の例としては、ＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｏｄｅ）などがある。

ここで、アクセスポイントが送信するフレーム、および端末が送信するフレームは、実際には、フレームの先頭に、物理ヘッダ（ＰＨＹｈｅａｄｅｒ）が付加され、物理ヘッダとフレームとを含む物理パケットが送信される。物理パケットのことを、物理フレームと呼んでもよい。

図４に、物理パケットのフォーマット例を示す。物理パケットは、物理ヘッダとＰＨＹペイロードとを含む。物理ヘッダは、ＬｅｇａｃｙＰｒｅａｍｂｌｅ部分と、１１ｎ、１１ａｃまたは１１ａｘ等の各種規格に応じたＰｒｅａｍｂｌｅ部分とを含む。ＰＨＹペイロードはデータ部であり、変調処理が施された後のフレームが含まれる。ＬｅｇａｃｙＰｒｅａｍｂｌｅは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａで規定される物理ヘッダと同様の構成であり、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧのフィールドを含む。Ｌ−ＳＴＦやＬ−ＬＴＦは既知のビットパターンを示す。これは、受信側の装置が受信利得調整や、タイミング同期、伝搬路推定等を行うために用いる。Ｌ−ＳＩＧには、これより後のＰｒｅａｍｂｌｅ部分とＰＨＹｐａｙｌｏａｄとの送信に必要な時間を受信側の装置で算出するための情報が含まれる。

図５に、本実施形態に係る動作のシーケンス例を示す。図には、アクセスポイント（図ではＡＰ）１１と端末（図ではＳＴＡ）１、２とが示されている。実際にはより多くの端末が存在してもよいし、端末２が存在しなくてもよい。アクセスポイント１１および端末１が送信する信号（フレーム）が矩形によって示されている。横軸は時間軸である。図に沿って右側が時間の方向である。破線の矢印付き線は、フレームが送信される先を指している。

図５に基づき、基本的なシーケンスについて説明し、その後、アクセスポイント１１の動作について詳細に説明する。

アクセスポイント１１が、定期的にビーコンフレーム５１を送信する。ビーコンフレーム５１のＲＡは、ブロードキャストアドレス、ＴＡは、アクセスポイント１１のＢＳＳＩＤ（すなわちアクセスポイント１１のＭＡＣアドレス）である。ビーコンフレーム５１の送信のために、ＣＳＡＭ／ＣＡに従って無線媒体へのアクセス権を獲得する。すなわち、アクセスポイント１１は、ランダムに決定したバックオフ時間と固定時間との間、キャリアセンスを行い、ＣＣＡ（ＣｌｅａｒＣｈａｎｎｅｌＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）値が閾値以下のとき、無線媒体がアイドルであると判断する。これにより、アクセスポイント１１は、無線媒体へのアクセス権を獲得する。ここで固定時間として、ＰＩＦＳ（Ｐｏｉｎｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＰＣＦ）ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＳｐａｃｅ）を用いることができる。ＰＩＦＳは、ＣＳＭＡ／ＣＡで優先権を持ったアクセスを得るために用いられるフレーム間隔（ＩＦＳ：Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅｓｐａｃｅ）である。ＰＩＦＳは、一例であり、事前に定めた一定時間であれば、他の時間（ＩＦＳ）でもよい。本明細書の他の箇所で記載されるＤＩＦＳ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＳｐａｃｅ）、ＡＩＦＳ（ＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＳｐａｃｅ）、ＳＩＦＳ（ＳｈｏｒｔＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＳｐａｃｅ）についても同様に一例であり、他の時間を用いてもよい。

アクセスポイント１１は、端末１宛の複数のデータフレームを、内部のバッファに有している。アクセスポイント１１は、無線媒体へのアクセス権を獲得するため、ランダムに決定したバックオフ時間と固定時間との間、キャリアセンスを行い、ＣＣＡ値が閾値以下のとき、無線媒体がアイドルであると判断する。これにより、アクセスポイント１１は、無線媒体へのアクセス権を獲得する。

ここで固定時間は、ＤＩＦＳ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＳｐａｃｅ）／ＡＩＦＳ（ＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＳｐａｃｅ）である。ＤＩＦＳ／ＡＩＦＳは、ＤＩＦＳおよびＡＩＦＳのいずれか一方を意味する。ＱｏＳ対応でない場合はＤＩＦＳを指し、ＱｏＳ対応の場合は、送信するデータのアクセスカテゴリ（ＡＣ：ＡｃｃｅｓｓＣａｔｅｇｏｒｙ）に応じて決まるＡＩＦＳを指す。

アクセスポイント１１は、無線媒体へのアクセス権を獲得すると、複数のフレームのバースト転送を行うために必要な媒体予約期間（ＮＡＶ期間）長をＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに設定したＲＴＳ（ＲｅｑｕｅｓｔｔｏＳｅｎｄ）フレーム５２を送信する。ＲＴＳフレームは、受信先にフレーム送信の許可を求めるフレームである。ＲＴＳフレーム５２のＲＡは、端末１のＭＡＣアドレス、ＴＡは、アクセスポイント１１のＢＳＳＩＤである。

ＲＴＳフレーム５２を受信した端末１は、ＲＴＳフレーム５２のＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに設定された期間内であれば、ＲＴＳフレーム５２の受信完了からＳＩＦＳ後にＣＴＳフレーム（ＣｌｅａｒｔｏＳｅｎｄ）５３を送信する。ＣＴＳフレーム５３は、ＲＴＳフレーム５２の送信元にフレーム送信を許可するフレームである。ＲＴＳフレーム５３のＲＡはアクセスポイント１１であり、ＴＡは存在しなくてもよい。なお、ＲＴＳフレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに設定された期間内にその後送受信されるフレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドには、当該フレームの送信に要する時間等に応じた値が直前に受信されたフレームのＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドから減算されて設定される。

なお、アクセスポイント１１から送信されるＲＴＳフレーム５２は、同じＢＳＳ内に存在する端末２にも受信される。端末２は、自端末宛のフレームではないため、Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに設定された期間の間、ＮＡＶを設定する。ＮＡＶの期間の間、端末２は、フレーム送信を抑制または禁止する。

アクセスポイント１１は、ＲＴＳフレーム５３を受信すると、ＳＩＦＳ後に、データフレーム５４を送信する。データフレーム５４のＲＡは、端末１、ＴＡはアクセスポイント１１のＢＳＳＩＤである。

端末１は、データフレーム５４のＦＣＳ情報（ＣＲＣ等）に基づき、受信に成功したかを検査し、受信に成功したと判断すると、ＳＩＦＳ後に、送達確認応答フレーム（図ではＡＣＫフレーム）５５を端末に送信する。受信に失敗した場合は、ＡＣＫフレームを返さない。

ここで、データフレーム５４は、複数のデータフレームをアグリゲートしたアグリゲーションフレーム（Ａ-ＭＰＤＵ（ｍｅｄｉｕｍａｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ｐｒｏｔｏｃｏｌｄａｔａｕｎｉｔ）でもよい。アグリゲーションフレームに含まれる個々のフレームをサブフレームと呼んでも良い。アグリゲーションフレームの場合、アクセスポイント１１が応答する送達確認応答フレームは、各サブフレームに対する送達確認情報（失敗または成功）を含むＢＡ（ＢｌｏｃｋＡｃｋ）フレームである。

アクセスポイント１１は、端末１から送達確認応答フレーム５５を受信すると、受信完了からＳＩＦＳ後に、データフレーム５６を送信する。端末１は、データフレーム５６を受信し、ＦＣＳ情報に基づく検査を行い、検査結果に応じて送達確認応答フレーム（図ではＡＣＫフレーム）５７を返す。以降、同様にして、データフレームの送信と、送達確認応答フレームの受信を繰り返す。

ここで、アクセスポイント１１は、本シーケンスにおいてアンテナ指向性制御を効率的に行うことで、端末１と効率的な通信を行うことが可能である。以下、これについて説明する。

アクセスポイント１１が備える４つのアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、それぞれ複数の指向性を設定可能である。アンテナ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれは、複数のブランチを有し、各ブランチのインピーダンスまたは抵抗を制御することで、アンテナ１２Ａ〜１２Ｄの指向性を個別に制御できる。例えば４つのブランチのインピーダンスの設定パターンを複数用意し、当該設定パターンの切り換えで、指向性を制御できる。なお、アンテナの指向性を個別に制御できる限り、アンテナの構造は任意でよく、ここで述べたものに限定されない。なお、４つのアンテナはそれぞれ同じ構成（４つのブランチを備えるアンテナ）を有するとするが、指向性を所望の方向に制御できる限り、各アンテナが互いに異なる構成を有しても良い。

指向性のイメージ例を図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示す。図６（Ａ）は、Ｙ軸が正、Ｘ軸が負の方向Ａに向く指向性（指向性Ａ）のパターン例を示す。図６（Ｂ）はＹ軸が正、Ｘ軸が正の方向Ｂに向く指向性（指向性Ｂ）のパターン例を示す。図６（Ｃ）はＹ軸が負、Ｘ軸が負の方向Ｃに向く指向性（指向性Ｃ）のパターン例を示す。図６（Ｄ）はＹ軸が負、Ｘ軸が正の方向Ｄに向く指向性（指向性Ｄ）のパターン例を示す。アンテナは、４つのブランチのインピーダンス設定を切り換えることで、方向Ａ〜Ｄのいずれの指向性も有することができる。つまり、各アンテナは、方向Ａの指向性に対応するインピーダンス設定パターンＡ、方向Ｂの指向性に対応するインピーダンス設定パターンＢ、方向Ｃの指向性に対応するインピーダンス設定パターンＣ、方向Ｄの指向性に対応するインピーダンス設定パターンＤを備える。インピーダンス設定パターンＡ〜Ｄ間を切り換えることで、指向性Ａ〜Ｄを切り替え可能である。図６に示した指向性の例は一例であり、より多くの個数の指向性、またはより少ない個数の指向性を定義してもよい。また、各指向性の方向も、図６に示した方向に限定されない。

４つのアンテナの指向性をそれぞれ指向性Ａ〜Ｄに設定した場合、図６（Ａ）〜（Ｄ）の指向性Ａ〜Ｄを重ね合わせた合成指向性が得られる。指向性Ａ〜Ｄを重ね合わせた合成指向性のイメージを図７に示す。指向性Ａ〜Ｄを重ね合わせることで、方向Ａ〜Ｄのすべてをカバーする全方位指向性（オムニ指向性）が得られる。つまり、４つのアンテナの指向性をそれぞれ異なる方向Ａ〜Ｄに設定することで、全体として、オムニ指向性を得られる。

４つのアンテナの指向性を様々に組み合わせることが可能である。例えば２つのアンテナを指向性Ａ、２つのアンテナを指向性Ｂに設定した場合、方向Ａと方向Ｂに対する通信品質を高めることができる。これにより、方向Ａ、方向Ｂ、またはこれらの間に存在する端末への高品質な通信が可能となる。また、４つのアンテナのすべてを指向性Ａに設定した場合、方向Ａへの通信品質を特に高めることができる。これにより、方向Ａに存在する端末と高品質な通信が可能となる。このようにアクセスポイント１１は、各アンテナの指向性を制御することで、効率のよい通信を実現する。

ここで通信品質は、例えばＳＮＲ（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）、ＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＥＶＭ（ＥｒｒｏｒＶｅｃｔｏｒＭａｇｎｉｔｕｄｅ）、ＰＥＲ（ＰａｃｋｅｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）などによって評価できる。ここで述べた通信品質の指標は一例であり、他の指標を用いてもかまわない。

図８は、アクセスポイント１１で行うアンテナ指向性制御の第１の例のフローチャートを示す。初期状態としてアクセスポイント１１のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄの指向性は、全体としてオムニ指向性をもつように設定されている（このような各アンテナの指向性の設定パターンをベースパターンと呼ぶ）。すなわち４つのアンテナの指向性は、それぞれ方向Ａ〜Ｄに向けて設定されている。ただし、初期状態はこれに限定される必要はない。

アクセスポイント１１は、一例として、端末ごとに複数のアンテナのそれぞれの指向性をテーブル等の形式で記憶している。テーブルの例を図９に示す。アクセスポイントは、複数のアンテナの指向性の識別情報を記憶している。端末１に対しては、アンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、それぞれ方向Ａ〜Ｄの指向性（すなわち指向性Ａ〜Ｄ）が設定されている。これらの合成はオムニ指向性となる。アクセスポイントは、テーブルに従って、端末ごとに各アンテナの指向性を設定してもよい。ただし、ブロードキャストまたはマルチキャスト送信する場合、端末との通信の開始のトリガーとなるフレームを送信する場合など、所定の動作を行う場合には、各アンテナをベースパターンに設定し、オムニ指向性（ベースパターン）が得られるようにしてもよい。また、端末と一定時間、個別の通信が発生しないなど一定の条件が満たされたときは、各アンテナをベースパターンに戻してもよい。

アクセスポイント１１は、端末からフレームを受信すると（Ｓ１０１）、受信したフレームのアンテナ毎の受信電力を測定する（Ｓ１０２）。受信の対象となるフレームは何でもよい。ここでは、図５のシーケンス例におけるＣＴＳフレームを想定するが、ＡＣＫフレームでもよい。または、その他の種類のフレームでもよい。受信電力は、ＲＳＳＩでもよいし、ＳＮＲでもよいし、受信電力値自体でもよいし、その他の指標でもよい。アクセスポイント１１は、最も受信電力が高いアンテナを特定する（同Ｓ１０２）。特定したアンテナを、最大アンテナと呼ぶ。

最大アンテナと、その他のアンテナ（３つのアンテナ）との受信電力の差をそれぞれ計算する（Ｓ１０３）。

受信電力の差が閾値以上のアンテナについては、その指向性を、最大アンテナの指向性に合わせる（Ｓ１０４）。例えば、上述した４つの方向Ａ〜Ｄの指向性（指向性Ａ〜Ｄ）が存在する場合、最大アンテナの指向性が指向性Ａであれば、当該アンテナの指向性も指向性Ａに合わせる（当該アンテナが有する４つのブランチのインピーダンス設定を指向性Ａに対応したものにする）。指向性Ａに合わせるとは、当該アンテナに設定可能な複数の指向性のうち指向性Ａと同じまたはこれに最も近い方向の指向性を選択して設定することを意味する。あるいは、方向Ａに対して一定の範囲内に収まる方向の指向性を選択して設定することを含んでもよい。

一方、受信電力の差が閾値未満のアンテナについては、現在の指向性を維持する（Ｓ１０５）。

アクセスポイント１１は、ステップＳ１０４、Ｓ１０５で設定された内容でテーブルを更新する。更新後のテーブルの例を図９（Ｂ）に示す。ここでは、最大アンテナ以外の３つのアンテナのすべてが、最大アンテナとの受信電力の差が閾値以上であったと判断され、他のアンテナはすべて最大アンテナの指向性（ここでは指向性Ａ）に合わせて設定されている。

アクセスポイントは、指向性制御（Ｓ１０４、Ｓ１０５）が行われたら、ステップＳ１０１でのフレームの受信完了から一定時間後に、当該受信したフレームに応答するフレームを送信する（Ｓ１０６）。例えばステップＳ１０１で受信したフレームがＣＴＳフレーム５３であれば、これに応答するフレームとして、データフレーム５４を送信する。または、ステップＳ１０１で受信したフレームがＡＣＫフレーム５５であれば、これに応答するフレームとして、次に送信するデータフレームであるデータフレーム５６を送信する。

図８の動作によれば、端末から受信したフレームのアンテナ毎の受信電力に基づき、アンテナの指向性を調整し、調整後、当該フレームに応答するフレームを送信するため、指向性の調整を効率的に行うことができる。よって、端末との通信の効率を高めることができる。

図１０に、アクセスポイント１１で行うアンテナ指向性制御の第２の例のフローチャートを示す。図８と重複する説明は適宜省略する。

アクセスポイント１１は、端末からフレームを受信すると（Ｓ１１１）、受信したフレームのアンテナ毎の受信電力を測定する（Ｓ１１２）。受信電力が最も高い上位２つのアンテナを特定する（同Ｓ１１２）。

特定した２つのアンテナ以外の残りのすべてのアンテナの指向性を、特定した２つのアンテナのいずれか一方の指向性に合わせる（Ｓ１１３）。アクセスポイント１１は、この内容でテーブルを更新する。

例えば、特定した２つのアンテナのうちの一方が指向性Ａ、他方が指向性Ｃであれば、残りの２つのアンテナのそれぞれの指向性を、指向性Ａまたは指向性Ｃに合わせる。

一例として、残りの２つのアンテナの両方とも、同じアンテナの指向性に合わせてもよい。例えば、特定したアンテナがアンテナ１２Ａ、１２Ｂで、それぞれの指向性が、指向性Ａと指向性Ｃの場合に、アンテナ１２Ｃ、１２Ｄの両方ともアンテナ１２Ａの指向性Ａに合わせてもよい。このように設定した場合のテーブルの例を図１１（Ａ）に示す。

または、残りの２つのアンテナのそれぞれで、合わせ先となるアンテナが異なってもよい。つまり、残りの２つのアンテナのうちの一方を、特定した２つのアンテナの一方、残りの２つのアンテナのうちの他方を、特定した２つのアンテナの他方の指向性に合わせる。例えば、特定したアンテナがアンテナ１２Ａ、１２Ｂで、それぞれの指向性が、指向性Ａと指向性Ｃの場合に、アンテナ１２Ｃをアンテナ１２Ｂの指向性Ｃに合わせ、アンテナ１２Ｄをアンテナ１２Ａの指向性Ａに合わせる。このように設定した場合のテーブルの例を図１１（Ｂ）に示す。

アクセスポイントは、指向性制御（Ｓ１１３）が行われたら、ステップＳ１１１でのフレームの受信完了から一定時間後に、当該受信したフレームに応答するフレームを送信する（Ｓ１１４）。

図１２に、アクセスポイント１１で行うアンテナ指向性制御の第３の例のフローチャートである。

アクセスポイント１１は、端末からフレームを受信したら（Ｓ１２１）、受信したフレームのアンテナ毎の受信電力を測定する（Ｓ１２２）。受信電力が最も高い上位２つのアンテナを特定する（同Ｓ１２２）。

特定した２つのアンテナの受信電力の差が閾値未満かを判定する（Ｓ１２３）。

当該差が閾値以上の場合は、特定した２つのアンテナ以外の残りのすべてのアンテナの指向性を、特定した２つのアンテナのいずれか一方に合わせる（Ｓ１２４）。本ステップは、図１０のステップＳ１１３と同様である。

当該差が閾値未満の場合は、特定した２つのアンテナのうち受信電力が大きい方のアンテナの指向性に、受信電力が小さい方のアンテナと、他のアンテナとを合わせる（Ｓ１２５）。例えば、上位２つのアンテナのうち受信電力の大きい方のアンテナの指向性が指向性Ａであれば、受信電力の小さい方のアンテナと、残りの２つのアンテナとの指向性を、すべて指向性Ａに合わせる。

アクセスポイントは、指向性制御（Ｓ１２４、Ｓ１２５）が行われたら、ステップＳ１２１でのフレームの受信完了から一定時間後に、当該受信したフレームに応答するフレームを送信する（Ｓ１２６）。

上述した図８、図１０、図１２の動作は、例えばＣＴＳフレームなど所定のフレームを受信した場合に行ってもよいし、一定時間毎に行っても良いし、その他、所定の条件が成立した場合に行っても良い。フレームを端末から受信する毎に行うことも可能である。

図１３に、アクセスポイント１１の動作例のフローチャートである。本フローでは、送達確認応答フレームを受信した場合の動作を示す。ここではＡＣＫフレームを想定する。

アクセスポイント１１は、データフレーム（図５のデータフレーム５４、５６など）を送信した後、送達確認応答フレーム（図５のＡＣＫフレーム５５、ＡＣＫフレーム５７など）の受信を待機する（Ｓ１３１）。

ＡＣＫフレームを受信した場合は（Ｓ１３２のＹＥＳ）、本フローを終了する。ＡＣＫフレームを受信できなかった場合（Ｓ１３２のＮＯ）、前回の指向性の更新から一定時間以上経過したかを判断する（Ｓ１３３）。ＡＣＫフレームを受信できなかった場合とは、例えば端末側でデータフレームをＣＲＣエラーなどにより正常に受信できずに、ＡＣＫフレームを送信しなかった場合がある。

一定時間以上経過した場合は、アンテナ指向性制御を実行する（Ｓ１３４）。具体的には、図８、図１０、図１２のいずれかのフローチャートに示した動作を実行する。例えば、アクセスポイントは、端末に次のデータフレームを送信して、その応答のＡＣＫフレームを受信できた場合に、当該ＡＣＫフレームを、図８、図１０、図１２のフローチャートの最初のステップで受信したフレームとして扱って、２番目のステップ以降の動作を実行してもよい。あるいは、ＲＴＳフレーム（図５参照）の送信を再度、行い、応答となるＣＴＳフレームを受信してもよい。

なお、当該端末との通信を開始してから、まだ一度もアンテナ指向性制御を行っていない場合は、一定時間が経過していなくても、ステップＳ１３４の処理を実行してもよい。まだ一度もアンテナ指向性制御を行っていない状況では、通常、当該端末に対する各アンテナの指向性は、ベースパターンになっている。すなわち各アンテナの指向性の合成がオムニ指向性になっている。なお、端末との通信の開始の時点の定義は、任意に決めてよい。例えば、バースト伝送を開始するトリガーとなるＲＴＳフレームを送信した時点でもよい。

ステップＳ１３３で一定時間が経過していないと判断された場合は、当該端末に伝送するフレームの伝送レートを変更する（Ｓ１３５）。具体的には伝送レートを下げる。伝送レートとしては、例えばＭＣＳ（ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄＣｏｄｉｎｇＳｃｈｅｍｅ）を用いることができる。ＭＣＳは、変調方式と符号化率の組によって、伝送レートを定義する。例えば、変調方式が１６ＱＡＭ、符号化率が３／４のＭＣＳ、変調方式がＱＰＳＫ、符号化率が１／３のＭＣＳなどがある。端末に適用可能なＭＣＳが、ＭＣＳ０、ＭＣＳ１、ＭＣＳ２、ＭＣＳ３、ＭＣＳ４、ＭＣＳ５、ＭＣＳ６、ＭＣＳ７、ＭＣＳ８の９個が存在し、ＭＣＳ８が最も伝送レートが高く、ＭＣＳ７、ＭＣＳ６・・・・と番号が小さくなるほど、伝送レートが小さいとする。端末の現在のＭＣＳがＭＣＳ８であれば、ＭＣＳ７以下にする。なお、ＭＣＳ０〜ＭＣＳ８は、ＩＥＥＥ８０２．１１で定められた同様の表記のＭＣＳと同じでもよいし、これとは別に定義したものでもよい。

図１４に、アクセスポイント１１の動作の他の例のフローチャートを示す。図１３の例では送達確認応答フレームとしてＡＣＫフレームの場合を示したが、ここではＢＡフレームの場合を示す。ステップＳ１３３、Ｓ１３４、Ｓ１３５は図１３と同じであるため、説明を省略する。

アクセスポイント１１は、データフレーム（ここでは複数のサブフレームを含むアグリゲーションフレーム）を送信した後、送達確認応答フレーム（ここではＢＡフレーム）を受信する（Ｓ１３６）。なお、ＢＡフレームを受信できなかった場合は、図１３のＡＣＫフレームが受信できなかった場合と同様の処理を行えばよい。

アクセスポイント１１は、ＢＡフレーム内のビットマップから、端末がアグリゲーションフレームに含まれる複数のサブフレームの受信に成功したか、すなわちアクセスポイント１１が当該複数のサブフレームの送信に成功したかを判断する（Ｓ１３７）。ビットマップが、すべてのサブフレームの送信に成功したことを示す場合は、本フローを終了する。いずれか１つのサブフレームの送信に失敗していた場合は、ステップＳ１３３に進む。以降は、図１３と同様である。

ステップＳ１３７ではすべてのサブフレームの送信に成功したかを判断したが、別の方法を用いてもよい。例えば、すべてのサブフレームのうち送信に失敗したサブフレームの個数が閾値以下であれば、本フローを終了し、閾値より大きければ、ステップＳ１３３に進んでもよい。または、すべてのサブフレームのうち一定割合以上、または一定数以上のサブフレームの送信に成功した場合は、本フローを終了し、それ以外の場合はステップＳ１３３に進んでもよい。ここで述べた以外の方法を用いてもよい。

端末に対するアンテナ指向性制御を行うか否かを、端末の構成または能力に応じて判定し、当該制御を行う対象と判定された端末に対してのみ、アンテナ指向性制御を行ってもよい。図１５に、端末を判定する動作のフローチャートを示す。

アクセスポイントは、端末からケーパビィティ情報（能力情報）を取得する（Ｓ１４１）。能力情報の取得方法は任意でよい。例えばアソシエーションプロセス時に、端末がアソシエーション応答に能力情報を含めてもよい。または、アクセスポイントが、能力情報の送信を要求するフレーム等を端末に送信し、その応答として、端末が能力情報を含むフレームを送信してもよい。フレームの種類は、前述した管理フレームでもよいし、データフレームでもよい。端末は、能力情報として、端末が具備するアンテナ数、ビームフォーミングへの対応可否の情報、またはこれらの両方を含める。ビームフォーミングとは、複数のアンテナを利用して、指向性を有する電波（ビーム）を送信することで通信品質を向上させる技術である。具備するアンテナ数が１つのときは、ビームフォーミングを行うことはできない。具備するアンテナ数が複数であっても、端末の能力または設定によって、ビームフォーミングが可能な場合と、可能でない場合があり得る。

アクセスポイントは、取得した能力情報に基づき、端末のアンテナ数を特定する。アンテナ数が１のときは（Ｓ１４２のＮＯ）、当該端末はビームフォーミングを行う可能性がないため、当該端末を、アンテナ指向性制御の対象として決定する（Ｓ１４３）。すなわち、アクセスポイントは、当該端末を、図８、図１０、図１２〜図１４に示した処理を行う対象とする。

端末のアンテナ数が２以上のときは、端末との伝搬路の通信品質を判断する（Ｓ１４４）。ここでは、通信品質として、端末からの受信電力が閾値未満かを判断する。受信電力は、能力情報を含むフレームの受信電力でもよいし、その他の通信で受信したフレームの受信電力でもよい。受信電力は、アクセスポイントが備える複数のアンテナの受信電力値の合計値でもよいし、最大値でもよいし、平均値でもよい。このとき複数のアンテナは、例えばベースパターン（すなわち合成オムニ指向性）に設定されている。通信品質として、ＲＳＳＩ、ＳＮＲなどを用いてもよい。

端末からの受信電力が閾値以上の場合（端末が近距離に存在する場合など）は（Ｓ１４４のＮＯ）、当該端末を、アンテナ指向性制御の対象としないことを決定する（Ｓ１４５）。すなわち、アクセスポイントは、当該端末と通信するときは、複数のアンテナの設定をそれぞれのベースパターンを維持する（すなわち合成オムニ指向性）。この理由を述べると、以下の通りである。端末が２つ以上のアンテナを備える場合、ビームフォーミングでアクセスポイントにフレームを送信する可能性がある。端末がビームフォーミングを用いると、アクセスポイントとの間で、送受信の伝搬路の対称性を確保できない。このため、アクセスポイント１１が受信電力を元にしたアンテナ指向性制御を行うと、効率的な通信が達成できなくなる可能性がある。このため、そのような端末に対しては、アンテナ指向性制御を行わずに、オムニ指向性で通信する。

一方、端末からの受信電力が閾値未満の場合（端末が遠距離に存在する場合など）は（Ｓ１４４のＹＥＳ）、当該端末を、サウンディングベースのアンテナ指向性制御の対象として決定する（Ｓ１４６）。つまり、アクセスポイントの複数のアンテナのすべての指向性の組み合わせ、または当該すべての指向性の組み合わせから１つまたはいくつかの組み合わせを除外した組み合わせで、端末とサウンディングを行い、最もよい組み合わせの指向性を採用する（図８、図１０、図１２〜図１４で説明したアンテナ指向性制御は行わない）。例えば端末で最も受信特性が高い組み合わせを採用する。これにより、オーバヘッドが増大するものの、端末からの受信電力が低く、かつ端末がビームフォーミングをした場合でも、品質の高い通信が可能となる。サンディングでは既知信号を含むフレームを送信し、端末では既知信号に基づき振幅および位相の変動情報を算出する。算出した振幅および位相の変動情報を含む応答フレームをアクセスポイントに返す。アクセスポイントでは変動情報に基づき、受信特性の良かったアンテナの指向性の組み合わせを選択する。一例として、振幅の減衰量が最も少ない組み合わせを選択する方法がある。また振幅の減衰量と、位相変動量の両方を考慮して評価値を算出し、最も評価の高い組み合わせを選択する方法もある。ここで記載した以外の方法でもよい。

図１５に示した動作フローは一例であり、一部の動作を変形することも可能である。例えば、ステップＳ１４３において、使用する無線チャネルの空き状況を確認し、無線チャネルの占有率が低い場合は、サウンディングベースのアンテナ指向性制御の対象端末として決定してもよい。また、ステップＳ１４２とＳ１４４との間に、使用する無線チャネルの空き状況を確認し、無線チャネルの占有率が低い場合は、サウンディングベースのアンテナ指向性制御の対象端末として決定するステップを追加してもよい。無線チャネルの占有率は、例えば一定期間、無線チャネルのキャリアセンスを行い、アイドルの時間とビジーの時間の比率により算出してもよい。これ以外の方法で算出してもよい。

図１６は、アクセスポイント１１に搭載される無線通信装置の機能ブロック図である。

アクセスポイント１１の無線通信装置は、アンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、制御部１０１と、送信部１０２と、受信部１０３と、バッファ１０４とを備えている。アンテナの個数はここでは４つであるが、これに限定されない。

アンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、それぞれ複数の指向性を設定可能である（図６（Ａ）〜図６（Ｄ）参照）。指向性の設定は制御部１０１により行う。制御部１０１が各アンテナの４つのブランチのインピーダンス設定を切り換えることで、各アンテナの指向性の切り替えを行う。

制御部１０１は、端末との通信を制御する制御部またはベースバンド集積回路に対応し、送信部１０２と受信部１０３は、アンテナを介してフレームを送受信する無線通信部またはＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）集積回路を形成する。制御部１０１の処理、および送信部１０２と受信部１０３のデジタル領域の処理の全部または一部は、ＣＰＵ等のプロセッサで動作するソフトウェア（プログラム）によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。アクセスポイントは、制御部１０１、送信部１０２および受信部１０３の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。

バッファ１０４は、上位層と制御部１０１との間で、フレームまたはデータ等を受け渡しするための記憶部である。バッファ１０４はＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。

上位層は、別のネットワークから受信したフレームを、端末側のネットワークへの中継のため、バッファ１０４に格納してもよい。また、上位層は、端末側のネットワークから受信したフレームまたはそのペイロードを、バッファ１０４を介して受けとってもよい。上位層は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層の上位の通信処理を行ってもよい。または、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰの処理を制御部１０１で行い、上位層では、それより上位のアプリケーション層の処理を行ってもよい。上位層の動作は、ＣＰＵ等のプロセッサによるソフトウェア（プログラム）の処理によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。

制御部１０１は、主としてＭＡＣ層の処理、および物理層の処理を行う。制御部１０１は、送信部１０２および受信部１０３を介して、フレーム（より詳細にはフレームに物理ヘッダを付加した物理パケット）を送受信することで、各端末との通信を制御する。また制御部１０１は、定期的にアクセスポイントのＢＳＳ（ＢａｓｉｃＳｅｒｖｉｃｅＳｅｔ）の属性および同期情報等を通知するため、ビーコンフレームを送信するよう制御してもよい。また、制御部１０１は、クロックを生成するクロック生成部を含み、クロック生成部で生成するクロックを利用して、内部時間を管理してもよい。制御部１０１は、クロック生成部で作ったクロックを、外部に出力してもよい。あるいは、制御部１０１は、外部のクロック生成部で生成したクロックの入力を受け、当該クロックを利用して、内部時間を管理してもよい。

制御部１０１は、端末からのアソシエーション要求を受けて、アソシエーションプロセスを行い、お互いの能力・属性等の必要な情報を交換することで、当該端末と無線リンクを確立する。必要に応じて、事前に端末との間で認証プロセスを行ってもよい。制御部１０１は、端末の能力情報として、端末が備えるアンテナ数、ビームフォーミングの対応可否等の情報を取得してもよい。能力情報は、アソシエーションプロセス時でなく、その後の任意のタイミングで、端末に送信を要求するフレームを送信し、その応答として取得してもよい。

制御部１０１は、バッファ１０４を定期的に確認することで、ダウンリンク送信用のデータが存在するか等、バッファ１０４の状態を把握する。または、制御部１０１は、バッファ１０４等の外部からのトリガーによりバッファ１０４の状態を確認する。

制御部１０１は、フレーム（より詳細にはフレームに物理ヘッダを付加した物理パケット）を送信する際、一例として、送信前にＣＳＭＡ／ＣＡに従って、キャリアセンスを行って、キャリアセンス結果がアイドルであることを示す場合（ＣＣＡ値が閾値以下の場合）、無線媒体へのアクセス権を獲得する。制御部１０１は、フレームに符号化、およびＭＣＳに基づく変調処理などの処理を行い、送信部１０２に出力する。送信部１０２は、入力されたフレーム（より詳細には物理ヘッダを付加した物理パケット）に、ＤＡ変換、所望帯域成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換（アップコンバート）等を行い、これらにより得られた信号をプリアンプで増幅して、複数のアンテナから空間に電波として放射する。なお、制御部１０１は、端末にバースト転送を行うべく、無線媒体を一定期間予約するため、無線媒体の占有期間をＤｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドに設定したＲＴＳフレームを送信してもよい。

アンテナで受信された信号は、受信部１０３において、それぞれアンテナに対応する受信系統ごとに処理される。各アンテナの受信信号は、それぞれ受信系統において低雑音増幅器（ＬＮＡ：ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）により増幅され、周波数変換（ダウンコンバート）され、フィルタリング処理で所望帯域成分が抽出される。各抽出された信号は、さらにＡＤ変換によりデジタル信号に変換されて、制御部１０１にパケットが入力される。より詳細には、各受信系統のデジタル信号をダイバーシティ技術により合成してパケットを取得する。なお合成はデジタル信号に変換される前のアナログ信号の段階で行ってもよい。

制御部１０１は、受信したパケットに復調および誤り訂正復号等の処理を行ってフレームを取得し、フレームのＣＲＣ検査（アグリゲーションフレームの場合は、アグリゲーションフレーム内の複数のデータフレームごとにＣＲＣ検査）を行う。制御部１０１は、端末からのフレームの受信完了から予め定めた時間後に、送達確認応答フレーム（より詳細には物理ヘッダを付加したパケット）を送信する。フレームがアグリゲーションフレームの場合は、送達確認応答フレームはＢＡフレームである。送信部１０２は、送達確認応答フレームにＤＡ変換、所望帯域成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換（アップコンバート）等を行い、これらにより得られた信号をプリアンプで増幅して、複数のアンテナから空間に電波として放射する。

制御部１０１は、端末の能力情報を利用して、当該端末を、アンテナ指向性制御の対象端末（図１５のステップＳ１４３参照）、アンテナ指向性制御の非対象端末（ステップＳ１４５参照）、サウンディングベースのアンテナ指向性制御の対象端末（ステップＳ１４６参照）のいずれかに決定してもよい。

制御部１０１は、アンテナ指向性制御の対象端末に対しては、図８、図１０、図１２〜図１４に示した動作フローに従って、各アンテナの指向性を制御することで、効率的な通信を行う。具体的に、制御部１０１は、端末から受信したフレームのアンテナ毎の受信電力を測定し、測定した受信電力に基づいて、図８、図１０、図１２〜図１４の各フローに応じた動作を行う。受信電力の測定は、パケットに含まれる既知信号に基づき行う。例えばパケットの物理ヘッダのＬ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦまたはＬ−ＳＩＧを利用してもよい。１１ｎ、１１ａｃまたは１１ａｘ等の各種規格に応じたＰｒｅａｍｂｌｅ部分のトレーニングフィールドを利用してもよい。

また制御部１０１は、アンテナ指向性制御の対象端末に対しては、図１３または図１４に示した動作フローに従って、アンテナ１２Ａ〜１２Ｄの指向性制御と、伝送レートの制御とを切り換える。なお、端末に適用する初期の伝送レートは、例えば端末が利用可能なＭＣＳセット（複数のＭＣＳ）のうちの最大レートに対応するＭＣＳを、初期の伝送レートとしてもよい。または、端末との通信品質（ＳＮＲ、ＳＩＮＲ等）を測定し、測定した通信品質に応じて、初期の伝送レートを決定してもよい。他の方法で初期の伝送レートを決定してもよい。

制御部１０１は、アンテナ指向性制御の非対象端末に対しては、アンテナ１２Ａ〜１２Ｄの指向性を、ベースパターンに維持する。これにより、アンテナの指向性合成はオムニ指向性となり、当該非対象端末との間ではオムニ指向性で通信する。

また、制御部１０１は、サウンディングベースのアンテナ指向性制御の対象端末に対しては、アンテナ１２Ａ〜１２Ｄの指向性の全ての組み合わせで、端末に対してサウンディングを行う。サウンディングでは、既知の信号を含むパケットを端末に送信し、端末側で振幅の変動情報および位相の変動情報を算出し、算出した変動情報（ダウンリンクの伝搬路情報）を含む応答パケットをアクセスポイント１１に返す。制御部１０１は、組み合わせ毎の変動情報に基づき、最も通信品質の高い組み合わせを選択する。制御部１０１は、端末に既知信号を含むパケットを送信させ、アクセスポイント側で振幅の変動情報および位相の変動情報（アップリンクの伝搬路情報）を算出してもよい。端末から受信した変動情報と自装置で算出した変動情報の両方を用いて、組み合わせを決定してもよい。アップリンク通信とダウンリンク通信とでアンテナの指向性を切り換えてもよい。制御部１０１は、当該端末との通信では、当該組み合わせの指向性を、アンテナ１２Ａ〜１２Ｄに設定する。

制御部１０１は、フレームで各端末に通知する情報、または各端末から通知された情報、またはこれらの両方を格納するための記憶装置にアクセスして当該情報を読み出してもよい。記憶装置は、内部メモリでも、外部メモリでもよく、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、ＳＳＤ、ハードディスク等でもよい。

一例として、制御部１０１は、アンテナ指向性制御の対象端末に対して、アンテナ１２Ａ〜１２Ｄ毎の指向性の識別情報を、記憶装置にテーブル等の形式で記憶してもよい（図９、図１１参照）。また、制御部１０１は、図１５の動作フローを行う場合に、端末が、アンテナ指向性制御の対象端末、アンテナ指向性制御の非対象端末、サウンディングベースのアンテナ指向性制御の対象端末のいずれに該当するのかの情報を、端末毎に記憶装置にテーブル等の形式で記憶してもよい。

上述した、制御部１０１と送信部１０２の処理の切り分けは一例であり、上述した形態とは別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理およびＤＡ変換までは、制御部１０１で行い、ＤＡ変換より後の処理を、送信部１０２で行うようにしてもよい。制御部１０１と受信部１０３の処理の切り分けも同様に、ＡＤ変換より前までの処理を、受信部１０３で行い、ＡＤ変換後の処理を含むデジタル領域の処理を、制御部１０１で行うようにしてもよい。

一例として、本実施形態に係るベースバンド集積回路は、送信時のデジタル領域の処理およびＤＡ変換を行う部分と、受信時のＡＤ変換以降の処理を行う部分とに対応し、ＲＦ集積回路は、送信時のＤＡ変換より後の処理を行う部分と、受信時のＡＤ変換より前の処理を行う部分に対応する。本実施形態に係る無線通信用集積回路は、ベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路のうち、少なくともベースバンド集積回路を含む。ここで述べた以外の方法でブロック間の処理、あるいはベースバンド集積回路およびＲＦ集積回路間の処理を切り分けてもよい。

図１７は、端末に搭載される無線通信装置の機能ブロック図である。

無線通信装置は、制御部２０１と、送信部２０２と、受信部２０３と、少なくとも１つのアンテナ１と、バッファ２０４とを備えている。制御部２０１は、アクセスポイント１１との通信を制御する制御部またはベースバンド集積回路に対応し、送信部２０２と受信部２０３は、フレームを送受信する無線通信部またはＲＦ集積回路に対応する。制御部２０１の処理、および送信部２０２と受信部２０３のデジタル領域の処理の全部または一部は、ＣＰＵ等のプロセッサで動作するソフトウェア（プログラム）によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、これらのソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。端末は、制御部２０１、送信部２０２および受信部２０３の全部または一部の処理を行うプロセッサを備えてもよい。

バッファ２０４は、上位層と制御部２０１との間で、フレームまたはデータ等を受け渡しするための記憶部である。バッファ２０４はＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。

上位層は、他の端末、アクセスポイント１１、またはサーバ等の他のネットワーク上の装置に送信するフレームを生成して、バッファ２０４に格納したり、他の端末、アクセスポイントまたは装置等から受信したフレームまたはそのペイロードを、制御部２０１からバッファ２０４を介して受け取ったりする。上位層は、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰなど、ＭＡＣ層の上位の通信処理を行ってもよい。また、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰは制御部２０１で処理し、上位層は、これより上位のアプリケーション層の処理を行ってもよい。上位層の動作は、ＣＰＵ等のプロセッサによるソフトウェア（プログラム）の処理によって行われてもよいし、ハードウェアによって行われてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの両方によって行われてもよい。

制御部２０１は、主としてＭＡＣ層の処理を行う。制御部２０１は、送信部２０２および受信部２０３を介して、アクセスポイント１１とフレームを送受信することで、アクセスポイント１１との通信を制御する。また、制御部２０１は、クロックを生成するクロック生成部を含み、クロック生成部で生成するクロックを利用して、内部時間を管理してもよい。制御部２０１は、クロック生成部で作ったクロックを、外部に出力してもよい。あるいは、制御部２０１は、外部のクロック生成部で生成してクロックの入力を受け、当該クロックを利用して、内部時間を管理してもよい。

制御部２０１は、一例としてビーコンフレームを受信して、アクセスポイント１１のＢＳＳの属性および同期情報を把握した後、アクセスポイント１１にアソシエーション要求を行ってアソシエーションプロセスを行う。これにより、お互いの能力・属性等の必要な情報を交換することで、当該アクセスポイント１１と無線リンクを確立する。必要に応じて、事前にアクセスポイントとの間で認証プロセスを行ってもよい。制御部２０１は、端末の能力情報として、自端末が備えるアンテナの本数、ビームフォーミングへの対応可否等の情報を送信してもよい。能力情報は、アソシエーションプロセス時に送信する他、アクセスポイントから能力情報の取得要求を受けたときに送信してもよい。

制御部２０１は、バッファ２０４を定期的に確認することで、アップリンク送信するデータが存在するか等、バッファ２０４の状態を把握する。または、制御部２０１は、バッファ２０４等の外部からのトリガーによりバッファ２０４の状態を確認する。制御部２０１は、バッファ２０４にデータの存在を確認したら、ＣＳＭＡ／ＣＡ等に基づき無線媒体へのアクセス権（送信権）を獲得後、当該データを含むフレーム（より詳細には物理ヘッダを付加した物理パケット）を、送信部２０２およびアンテナ１を介して送信してもよい。

送信部２０２は、制御部２０１から入力されたフレームにＤＡ変換や、所望帯域成分を抽出するフィルタ処理、周波数変換（アップコンバート）等を行い、これらにより得られた信号をプリアンプで増幅して、１つまたは複数のアンテナから空間に電波として放射する。なお、複数のアンテナを備える場合、ビームフォーミングでフレームを送信してもよい。

アンテナ１で受信された信号は、受信部２０３において処理される。受信された信号は、受信部２０３においてＬＮＡにより増幅され、周波数変換（ダウンコンバート）され、ファイルタリング処理で所望帯域成分が抽出される。抽出された信号は、さらにＡＤ変換によりデジタル信号に変換されて、制御部２０１に出力される。制御部２０１では、復調、誤り訂正復号、物理ヘッダの処理が行われ、データフレーム等のフレーム（ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯで受信したフレームも含む）が取得される。フレームのＭＡＣヘッダの受信先アドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ１）が自端末のＭＡＣアドレスに一致すれば、当該フレームを自端末宛のフレームとして処理する。一致しなければ、当該フレームを廃棄する。

制御部２０１は、受信したフレームのＣＲＣ検査（アグリゲーションフレームの場合は、アグリゲーションフレーム内の複数のデータフレームごとにＣＲＣ検査）を行う。制御部２０１は、フレームの受信完了からＳＩＦＳ等の一定時間後に、送達確認応答フレームを、送信部２０２を介して送信する。また、制御部２０１は、アクセスポイント１１からＲＴＳフレームを受信した場合は、その送達確認応答フレームとして、ＣＴＳフレームを送信する。

制御部２０１は、アクセスポイントからサウンディング用のパケットを受信した場合は、パケットに含まれる既知信号を測定して、振幅および位相の変動情報を取得する。制御部２０１は、取得した変動情報を含む応答フレームをアクセスポイント１１に送信する。また、制御部２０１は、アクセスポイントから要求された場合は、サウンディング用の既知信号を含むパケットを送信してもよい。

制御部２０１は、データフレーム等のフレームをアクセスポイント１１に送信した場合、送信完了からＳＩＦＳ等の一定時間後、アクセスポイント１１から送信される送達確認応答フレーム（ＡＣＫフレームまたはＢＡフレーム等）を、受信部２０３を介して受信する。制御部２０１は、送達確認応答フレームに基づき、データフレーム（アグリゲーションフレームの場合は集約されている個々のデータフレーム）の送信に成功したかを判断する。

制御部２０１は、アクセスポイント１１に通知する情報、またはアクセスポイント１１から通知した情報、またはこれらの両方を格納するための記憶装置にアクセスして情報を読み出してもよい。記憶装置は、内部メモリでも、外部メモリでもよく、揮発性メモリでも不揮発メモリでもよい。また、記憶装置は、メモリ以外に、ＳＳＤ、ハードディスク等でもよい。

上述した、制御部２０１と送信部２０２の処理の切り分けは一例であり、上述した形態とは別の形態も可能である。例えばデジタル領域の処理およびＤＡ変換までは、制御部２０１で行い、ＤＡ変換より後の処理を、送信部２０２で行うようにしてもよい。制御部２０１と受信部２０３の処理の切り分けも同様に、ＡＤ変換より前までの処理を、受信部２０３で行い、ＡＤ変換後の処理を含むデジタル領域の処理を、制御部２０１で行うようにしてもよい。

なお、非アクセスポイントの端末が、アクセスポイントと同様の指向性制御可能な複数のアンテナを備え、アンテナ指向性制御（図８、図１０、図１２〜図１４参照）を行ってもよい。

（第２の実施形態）
図１８は、端末または基地局の全体構成例を示したものである。この構成例は一例であり、本実施形態はこれに限定されるものではない。端末または基地局は、１つまたは複数のアンテナ１〜ｎ（ｎは１以上の整数）と、無線ＬＡＮモジュール１４８と、ホストシステム１４９を備える。無線ＬＡＮモジュール１４８は、第１の実施形態に係る無線通信装置に対応する。無線ＬＡＮモジュール１４８は、ホスト・インターフェースを備え、ホスト・インターフェースで、ホストシステム１４９と接続される。接続ケーブルを介してホストシステム１４９と接続される他、ホストシステム１４９と直接接続されてもよい。また、無線ＬＡＮモジュール１４８が基板にはんだ等で実装され、基板の配線を介してホストシステム１４９と接続される構成も可能である。ホストシステム１４９は、任意の通信プロトコルに従って、無線ＬＡＮモジュール１４８およびアンテナ１〜ｎを用いて、外部の装置と通信を行う。通信プロトコルは、ＴＣＰ／ＩＰと、それより上位の層のプロトコルと、を含んでもよい。または、ＴＣＰ／ＩＰは無線ＬＡＮモジュール１４８に搭載し、ホストシステム１４９は、それより上位層のプロトコルのみを実行してもよい。この場合、ホストシステム１４９の構成を簡単化できる。本端末は、例えば、移動体端末、ＴＶ、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Ｗｅｂカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ／サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等でもよい。

図１９は、無線ＬＡＮモジュールのハードウェア構成例を示す。この構成は、アンテナ以外は、非基地局の端末および基地局のいずれに搭載される場合にも適用可能である。ただし、アクセスポイントのアンテナは指向性制御可能であるが、端末のアンテナは指向性制御可能でなくてもよい。この違いに起因してベースバンド回路とスイッチの動作が異なる。図では、ｎ本のアンテナが示されている。これらをまとめて参照符号２４７で示している。アクセスポイントの場合、ｎは複数であり、端末の場合、ｎは１以上である。アンテナが複数本の場合、各アンテナに対応して、送信系統（２１６、２２２〜２２５）、受信系統（２３２〜２３５）、ＰＬＬ２４２、水晶発振器（基準信号源）２４３およびスイッチ２４５のセットが複数配置され、各セットがそれぞれ制御回路（ベースバンド回路）２１２に接続されてもよい。

無線ＬＡＮモジュール（無線通信装置）は、ベースバンドＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）２１１と、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）ＩＣ２２１と、バラン２２５と、スイッチ２４５と、アンテナ２４７（アンテナ１〜ｎ）とを備える。

ベースバンドＩＣ２１１は、ベースバンド回路（制御回路）２１２、メモリ２１３、ホスト・インターフェース２１４、ＣＰＵ２１５、ＤＡＣ（ＤｉｇｉｔａｌｔｏＡｎａｌｏｇＣｏｎｖｅｔｅｒ）２１６、およびＡＤＣ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１７を備える。

ベースバンドＩＣ２１１とＲＦＩＣ２２１は同じ基板上に形成されてもよい。また、ベースバンドＩＣ２１１とＲＦＩＣ２２１は１チップで構成されてもよい。ＤＡＣ２１６およびＡＤＣ２１７の両方またはいずれか一方が、ＲＦＩＣ２２１に配置されてもよいし、別のＩＣに配置されてもよい。またメモリ２１３およびＣＰＵ２１５の両方またはいずれか一方が、ベースバンドＩＣとは別のＩＣに配置されてもよい。

メモリ２１３は、ホストシステムとの間で受け渡しするデータを格納する。またメモリ２１３は、端末または基地局に通知する情報、または端末または基地局から通知された情報、またはこれらの両方を格納する。また、メモリ２１３は、ＣＰＵ２１５の実行に必要なプログラムを記憶し、ＣＰＵ２１５がプログラムを実行する際の作業領域として利用されてもよい。メモリ２１３はＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリでもよいし、ＮＡＮＤ、ＭＲＡＭ等の不揮発メモリでもよい。

ホスト・インターフェース２１４は、ホストシステムと接続するためのインターフェースである。インターフェースは、ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、ＳＤＩＯ、ＵＳＢ、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓなど何でも良い。

ＣＰＵ２１５は、プログラムを実行することによりベースバンド回路２１２を制御するプロセッサである。ベースバンド回路２１２は、主にＭＡＣ層の処理および物理層の処理を行う。ベースバンド回路２１２、ＣＰＵ２１５またはこれらの両方は、通信を制御する通信制御装置、または通信を制御する制御部に対応する。

ベースバンド回路２１２およびＣＰＵ２１５の少なくとも一方は、クロックを生成するクロック生成部を含み、当該クロック生成部で生成するクロックにより、内部時間を管理してもよい。

ベースバンド回路２１２は、送信するフレームに、物理層の処理として、物理ヘッダの付加、符号化、暗号化、変調処理など行い、例えば２種類のデジタルベースバンド信号（以下、デジタルＩ信号とデジタルＱ信号）を生成する。

ＤＡＣ２１６は、ベースバンド回路２１２から入力される信号をＤＡ変換する。より詳細には、ＤＡＣ２１６はデジタルＩ信号をアナログのＩ信号に変換し、デジタルＱ信号をアナログのＱ信号に変換する。なお、直交変調せずに一系統の信号のままで送信する場合もありうる。複数のアンテナを備え、一系統または複数系統の送信信号をアンテナの数だけ振り分けて送信する場合には、アンテナの数に応じた数のＤＡＣ等を設けてもよい。

ＲＦＩＣ２２１は、一例としてＲＦアナログＩＣあるいは高周波ＩＣ、あるいはこれらの両方である。ＲＦＩＣ２２１は、フィルタ２２２、ミキサ２２３、プリアンプ（ＰＡ）２２４、ＰＬＬ（ＰｈａｓｅＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ：位相同期回路）２４２、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、バラン２３５、ミキサ２３３、およびフィルタ２３２を備える。これらの要素のいくつかが、ベースバンドＩＣ２１１または別のＩＣ上に配置されてもよい。フィルタ２２２、２３２は、帯域通過フィルタでも、低域通過フィルタでもよい。

フィルタ２２２は、ＤＡＣ２１６から入力されるアナログＩ信号およびアナログＱ信号のそれぞれから所望帯域の信号を抽出する。ＰＬＬ２４２は、水晶発振器２４３から入力される発振信号を用い、発振信号を分周または逓倍またはこれらの両方を行うことで、入力信号の位相に同期した、一定周波数の信号を生成する。なお、ＰＬＬ２４２は、ＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を備え、水晶発振器２４３から入力される発振信号に基づき、ＶＣＯを利用してフィードバック制御を行うことで、当該一定周波数の信号を得る。生成した一定周波数の信号は、ミキサ２２３およびミキサ２３３に入力される。ＰＬＬ２４２は、一定周波数の信号を生成する発振器の一例に相当する。

ミキサ２２３は、フィルタ２２２を通過したアナログＩ信号およびアナログＱ信号を、ＰＬＬ２４２から供給される一定周波数の信号を利用して、無線周波数にアップコンバートする。プリアンプ（ＰＡ）は、ミキサ２２３で生成された無線周波数のアナログＩ信号およびアナログＱ信号を、所望の出力電力まで増幅する。バラン２２５は、平衡信号（差動信号）を不平衡信号（シングルエンド信号）に変換するための変換器である。ＲＦＩＣ２２１では平衡信号が扱われるが、ＲＦＩＣ２２１の出力からアンテナ２４７（１〜ｎ）までは不平衡信号が扱われるため、バラン２２５で、これらの信号変換を行う。

スイッチ２４５は、送信時は、送信側のバラン２２５に接続され、受信時は、受信側のバラン２３４またはＲＦＩＣ２２１に接続される。スイッチ２４５の制御はベースバンドＩＣ２１１またはＲＦＩＣ２２１により行われてもよいし、スイッチ２４５を制御する別の回路が存在し、当該回路からスイッチ２４５の制御を行ってもよい。

また、図１９のモジュールがアクセスポイントの場合、スイッチ２４５は、ベースバンドＩＣ２１１またはベースバンド回路２１２またはＣＰＵ２１５の指示信号に従って、各アンテナ１〜ｎの指向性を制御する。例えば各アンテナがそれぞれ複数のブランチを有し、各ブランチのインピーダンスまたは抵抗を制御することで、各アンテナの指向性を制御する。

プリアンプ２２４で増幅された無線周波数のアナログＩ信号およびアナログＱ信号は、バラン２２５で平衡−不平衡変換された後、アンテナ２４７から空間に電波として放射される。

アンテナ２４７は、チップアンテナでもよいし、プリント基板上に配線により形成したアンテナでもよいし、線状の導体素子を利用して形成したアンテナでもよい。

ＲＦＩＣ２２１におけるＬＮＡ２３４は、アンテナ２４７からスイッチ２４５を介して受信した信号を、雑音を低く抑えたまま、復調可能なレベルまで増幅する。バラン２３５は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２３４で増幅された信号を、不平衡−平衡変換する。ミキサ２３３は、バラン２３５で平衡信号に変換された受信信号を、ＰＬＬ２４２から入力される一定周波数の信号を用いてベースバンドにダウンコンバートする。より詳細には、ミキサ２３３は、ＰＬＬ２４２から入力される一定周波数の信号に基づき、互いに９０°位相のずれた搬送波を生成する手段を有し、バラン２３５で変換された受信信号を、互いに９０°位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号と、これより９０°位相が遅れたＱ（Ｑｕａｄ−ｐｈａｓｅ）信号とを生成する。フィルタ２３２は、これらＩ信号とＱ信号から所望周波数成分の信号を抽出する。フィルタ２３２で抽出されたＩ信号およびＱ信号は、ゲインが調整された後に、ＲＦＩＣ２２１から出力される。

ベースバンドＩＣ２１１におけるＡＤＣ２１７は、ＲＦＩＣ２２１からの入力信号をＡＤ変換する。より詳細には、ＡＤＣ２１７はＩ信号をデジタルＩ信号に変換し、Ｑ信号をデジタルＱ信号に変換する。なお、直交復調せずに一系統の信号だけを受信する場合もあり得る。

複数のアンテナが設けられる場合には、アンテナの数に応じた数のＡＤＣを設けてもよい。ベースバンド回路２１２は、デジタルＩ信号およびデジタルＱ信号に基づき、復調処理、誤り訂正符号処理、物理ヘッダの処理など、物理層の処理等を行い、フレームを得る。ベースバンド回路２１２は、フレームに対してＭＡＣ層の処理を行う。なお、ベースバンド回路２１２は、ＴＣＰ／ＩＰを実装している場合は、ＴＣＰ／ＩＰの処理を行う構成も可能である。

（第３の実施形態）
図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）は、それぞれ第３の実施形態に係る無線端末の斜視図である。図２０（Ａ）の無線端末はノートＰＣ３０１であり、図２０（Ｂ）の無線端末は移動体端末３２１である。ノートＰＣ３０１および移動体端末３２１は、それぞれ無線通信装置３０５、３１５を搭載している。無線通信装置３０５、３１５として、これまで説明してきた無線端末に搭載されていた無線通信装置、または基地局１１に搭載されていた無線通信装置、またはこれらの両方を用いることができる。無線通信装置を搭載する無線端末は、ノートＰＣや移動体端末に限定されない。例えば、ＴＶ、デジタルカメラ、ウェアラブルデバイス、タブレット、スマートフォン、ゲーム装置、ネットワークストレージ装置、モニタ、デジタルオーディオプレーヤ、Ｗｅｂカメラ、ビデオカメラ、プロジェクト、ナビゲーションシステム、外部アダプタ、内部アダプタ、セットトップボックス、ゲートウェイ、プリンタサーバ、モバイルアクセスポイント、ルータ、エンタープライズ／サービスプロバイダアクセスポイント、ポータブル装置、ハンドヘルド装置等にも搭載可能である。

また、無線端末または基地局１１、またはこれらの両方に搭載されていた無線通信装置は、メモリーカードにも搭載可能である。当該無線通信装置をメモリーカードに搭載した例を図２１に示す。メモリーカード３３１は、無線通信装置３５５と、メモリーカード本体３３２とを含む。メモリーカード３３１は、外部の装置（無線端末または基地局１１、またはこれらの両方等）との無線通信のために無線通信装置３３５を利用する。なお、図２１では、メモリーカード３３１内の他の要素（例えばメモリ等）の記載は省略している。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、バス、プロセッサ部、及び外部インターフェース部を備える。プロセッサ部及び外部インターフェース部は、バスを介して外部メモリ（バッファ）と接続される。プロセッサ部ではファームウエアが動作する。このように、ファームウエアを無線通信装置に含める構成とすることにより、ファームウエアの書き換えによって無線通信装置の機能の変更を容易に行うことが可能となる。ファームウエアが動作するプロセッサ部は、本実施形態に係る制御部または制御部の処理を行うプロセッサであってもよいし、当該処理の機能拡張または変更に係る処理を行う別のプロセッサであってもよい。ファームウエアが動作するプロセッサ部を、本実施形態に係る基地局あるいは無線端末あるいはこれらの両方が備えてもよい。または当該プロセッサ部を、基地局に搭載される無線通信装置内の集積回路、または無線端末に搭載される無線通信装置内の集積回路が備えてもよい。

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、クロック生成部を備える。クロック生成部は、クロックを生成して出力端子より無線通信装置の外部にクロックを出力する。このように、無線通信装置内部で生成されたクロックを外部に出力し、外部に出力されたクロックによってホスト側を動作させることにより、ホスト側と無線通信装置側とを同期させて動作させることが可能となる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置）の構成に加えて、電源部、電源制御部、及び無線電力給電部を含む。電源制御部は、電源部と無線電力給電部とに接続され、無線通信装置に供給する電源を選択する制御を行う。このように、電源を無線通信装置に備える構成とすることにより、電源を制御した低消費電力化動作が可能となる。

（第７の実施形態）
第７の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、ＳＩＭカードを含む。ＳＩＭカードは、例えば無線通信装置における制御部と接続される。このように、ＳＩＭカードを無線通信装置に備える構成とすることにより、容易に認証処理を行うことが可能となる。

（第８の実施形態）
第８の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置の構成に加えて、動画像圧縮／伸長部を含む。動画像圧縮／伸長部は、バスと接続される。このように、動画像圧縮／伸長部を無線通信装置に備える構成とすることにより、圧縮した動画像の伝送と受信した圧縮動画像の伸長とを容易に行うことが可能となる。

（第９の実施形態）
第９の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、ＬＥＤ部を含む。ＬＥＤ部は、送信部（１０２または２０２）または受信部（１０３または２０３）または制御部（１０１または２０１）またはこれらのうちの複数と接続される。このように、ＬＥＤ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

（第１０の実施形態）
第１０の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、バイブレータ部を含む。バイブレータ部は、例えば無線通信装置における制御部と接続される。このように、バイブレータ部を無線通信装置に備える構成とすることにより、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

（第１１の実施形態）
第１１の実施形態では、上述した実施形態に係る無線通信装置（基地局の無線通信装置または無線端末の無線通信装置、またはこれらの両方）の構成に加えて、ディスプレイを含む。ディスプレイは、図示しないバスを介して、無線通信装置の制御部に接続されてもよい。このようにディスプレイを備える構成とし、無線通信装置の動作状態をディスプレイに表示することで、無線通信装置の動作状態をユーザに容易に通知することが可能となる。

（第１２の実施形態）
本実施形態では、［１］無線通信システムにおけるフレーム種別、［２］無線通信装置間の接続切断の手法、［３］無線ＬＡＮシステムのアクセス方式、［４］無線ＬＡＮのフレーム間隔について説明する。
［１］通信システムにおけるフレーム種別
一般的に無線通信システムにおける無線アクセスプロトコル上で扱うフレームは、大別してデータ（ｄａｔａ）フレーム、管理（ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フレーム、制御（ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームの３種類に分けられる。これらの種別は、通常、フレーム間で共通に設けられるヘッダ部で示される。フレーム種別の表示方法としては、１つのフィールドで３種類を区別できるようにしてあってもよいし、２つのフィールドの組み合わせで区別できるようにしてあってもよい。

管理フレームは、他の無線通信装置との間の物理的な通信リンクの管理に用いるフレームである。例えば、他の無線通信装置との間の通信設定を行うために用いられるフレームや通信リンクをリリースする（つまり接続を切断する）ためのフレーム、無線通信装置でのパワーセーブ動作に係るフレームがある。

データフレームは、他の無線通信装置と物理的な通信リンクが確立した上で、無線通信装置の内部で生成されたデータを他の無線通信装置に送信するフレームである。データは本実施形態の上位層で生成され、例えばユーザの操作によって生成される。

制御フレームは、データフレームを他の無線通信装置との間で送受（交換）する際の制御に用いられるフレームである。無線通信装置がデータフレームや管理フレームを受信した場合にその送達確認のために送信される応答フレームは、制御フレームに属する。

これら３種類のフレームは、物理層で必要に応じた処理を経て物理パケットとしてアンテナを経由して送出される。なお、接続確立の手順においては、接続要求フレームと接続受付フレームが管理フレームであり、接続受付フレームへの確認フレームは制御フレームの応答フレームを用いることができる。

［２］無線通信装置間の接続切断の手法
接続の切断には、明示的な手法と暗示的な手法とがある。明示的な手法としては、接続している無線通信装置のいずれか一方が切断のためのフレームを送信する。このフレームは管理フレームに分類される。切断のためのフレームは、例えば接続をリリースするという意味でリリースフレームと呼ぶことがある。通常、リリースフレームを送信する側の無線通信装置ではリリースフレームを送信した時点で、リリースフレームを受信する側の無線通信装置ではリリースフレームを受信した時点で、接続の切断と判定する。その後、通信フェーズでの初期状態、例えば通信相手の無線通信装置を探索する状態に戻る。これは、切断のためのフレームを送信する際には、接続先の無線通信装置と通信距離が離れて無線信号が受信不可あるいは復号不可になるといった、物理的な無線リンクが確保できないことがあるからである。

一方、暗示的な手法としては、一定期間接続を確立した接続相手の無線通信装置からフレーム送信（データフレーム及び管理フレームの送信、あるいは自端末が送信したフレームへの応答フレームの送信）を検知しなかった場合に、接続状態の切断の判定を行う。このような手法があるのは、上述のように接続の切断を判定するような状況では、接続先の無線通信装置と通信距離が離れて無線信号が受信不可あるいは復号不可になるなど物理的な無線リンクが確保できない状態が考えられるからである。すなわち、リリースフレームの受信を期待できないからである。

暗示的な方法で接続の切断を判定する具体例としては、タイマを使用する。例えば、送達確認応答フレームを要求するデータフレームを送信する際、当該フレームの再送期間を制限する第１のタイマ（例えばデータフレーム用の再送タイマ）を起動し、第１のタイマが切れるまで（つまり所望の再送期間が経過するまで）当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行う。当該フレームへの送達確認応答フレームを受信すると第１のタイマは止められる。

一方、送達確認応答フレームを受信せず第１のタイマが切れると、例えば接続相手の無線通信装置がまだ（通信レンジ内に）存在するか（言い換えれば、無線リンクが確保できているか）を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第２のタイマ（例えば管理フレーム用の再送タイマ）を起動する。第１のタイマと同様、第２のタイマでも、第２のタイマが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第２のタイマが切れると接続が切断されたと判定する。

あるいは接続相手の無線通信装置からフレームを受信すると第３のタイマを起動し、新たに接続相手の無線通信装置からフレームを受信するたびに第３のタイマを止め、再び初期値から起動する。第３のタイマが切れると前述と同様に接続相手の無線通信装置がまだ（通信レンジ内に）存在するか（言い換えれば、無線リンクが確保できているか）を確認するための管理フレームを送信し、それと同時に当該フレームの再送期間を制限する第２のタイマ（例えば管理フレーム用の再送タイマ）を起動する。この場合も、第２のタイマが切れるまで当該フレームへの送達確認応答フレームを受信しないと再送を行い、第２のタイマが切れると接続が切断されたと判定する。後者の、接続相手の無線通信装置がまだ存在するかを確認するための管理フレームは、前者の場合の管理フレームとは異なるものであってもよい。また後者の場合の管理フレームの再送を制限するためのタイマはここでは第２のタイマとして前者の場合と同じものを用いたが、異なるタイマを用いるようにしてもよい。

［３］無線ＬＡＮシステムのアクセス方式
例えば複数の無線通信装置と通信または競合することを想定した無線ＬＡＮシステムがある。ＩＥＥＥ８０２．１１（拡張規格なども含む）無線ＬＡＮではＣＳＭＡ／ＣＡをアクセス方式の基本としている。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了から固定時間を置いて送信を行う方式では、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置で同時に送信を行うことになり、その結果、無線信号が衝突してフレーム送信に失敗する。ある無線通信装置の送信を把握し、その送信終了からランダム時間待つことで、その無線通信装置の送信を把握した複数の無線通信装置での送信が確率的に分散することになる。よって、ランダム時間の中で最も早い時間を引いた無線通信装置が１つなら無線通信装置のフレーム送信は成功し、フレームの衝突を防ぐことができる。ランダム値に基づき送信権の獲得が複数の無線通信装置間で公平になることから、ＣａｒｒｉｅｒＡｖｏｉｄａｎｃｅを採用した方式は、複数の無線通信装置間で無線媒体を共有するために適した方式であるということができる。

［４］無線ＬＡＮのフレーム間隔
ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮのフレーム間隔について説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮで用いられるフレーム間隔は、ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆｒａｍｅｓｐａｃｅ（ＤＩＦＳ）、ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆｒａｍｅｓｐａｃｅ（ＡＩＦＳ）、ｐｏｉｎｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆｒａｍｅｓｐａｃｅ（ＰＩＦＳ）、ｓｈｏｒｔｉｎｔｅｒｆｒａｍｅｓｐａｃｅ（ＳＩＦＳ）、ｅｘｔｅｎｄｅｄｉｎｔｅｒｆｒａｍｅｓｐａｃｅ（ＥＩＦＳ）、ｒｅｄｕｃｅｄｉｎｔｅｒｆｒａｍｅｓｐａｃｅ（ＲＩＦＳ）の６種類ある。

フレーム間隔の定義は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは送信前にキャリアセンスアイドルを確認して開けるべき連続期間として定義されており、厳密な前のフレームからの期間は議論しない。従ってここでのＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムでの説明においてはその定義を踏襲する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づくランダムアクセスの際に待つ時間を固定時間とランダム時間との和としており、固定時間を明確にするためこのような定義になっているといえる。

ＤＩＦＳとＡＩＦＳとは、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づき他の無線通信装置と競合するコンテンション期間にフレーム交換開始を試みるときに用いるフレーム間隔である。ＤＩＦＳは、トラヒック種別による優先権の区別がないとき、ＡＩＦＳはトラヒック種別（ＴｒａｆｆｉｃＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：ＴＩＤ）による優先権が設けられている場合に用いる。

ＤＩＦＳとＡＩＦＳとで係る動作としては類似しているため、以降では主にＡＩＦＳを用いて説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮでは、ＭＡＣ層でフレーム交換の開始などを含むアクセス制御を行う。さらに、上位層からデータを渡される際にＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）対応する場合には、データとともにトラヒック種別が通知され、トラヒック種別に基づいてデータはアクセス時の優先度のクラス分けがされる。このアクセス時のクラスをアクセスカテゴリ（ＡｃｃｅｓｓＣａｔｅｇｏｒｙ；ＡＣ）と呼ぶ。従って、アクセスカテゴリごとにＡＩＦＳの値が設けられることになる。

ＰＩＦＳは、競合する他の無線通信装置よりも優先権を持つアクセスができるようにするためのフレーム間隔であり、ＤＩＦＳ及びＡＩＦＳのいずれの値よりも期間が短い。ＳＩＦＳは、応答系の制御フレームの送信時あるいは一旦アクセス権を獲得した後にバーストでフレーム交換を継続する場合に用いることができるフレーム間隔である。ＥＩＦＳはフレーム受信に失敗した場合に発動されるフレーム間隔である。

ＲＩＦＳは一旦アクセス権を獲得した後にバーストで同一無線通信装置に複数のフレームを連続して送信する場合に用いることができるフレーム間隔であり、ＲＩＦＳを用いている間は送信相手の無線通信装置からの応答フレームを要求しない。

ここでＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮにおけるランダムアクセスに基づく競合期間のフレーム交換の一例を図２２に示す。

ある無線通信装置においてデータフレーム（Ｗ＿ＤＡＴＡ１）の送信要求が発生した際に、キャリアセンスの結果、媒体がビジーである（ｂｕｓｙｍｅｄｉｕｍ）と認識する場合を想定する。この場合、キャリアセンスがアイドルになった時点から固定時間のＡＩＦＳを空け、その後ランダム時間（ｒａｎｄｏｍｂａｃｋｏｆｆ）空いたところで、データフレームＷ＿ＤＡＴＡ１を通信相手に送信する。

ランダム時間は０から整数で与えられるコンテンションウィンドウ（ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎＷｉｎｄｏｗ：ＣＷ）の間の一様分布から導かれる擬似ランダム整数にスロット時間をかけたものである。ここで、ＣＷにスロット時間をかけたものをＣＷ時間幅と呼ぶ。ＣＷの初期値はＣＷｍｉｎで与えられ、再送するたびにＣＷの値はＣＷｍａｘになるまで増やされる。ＣＷｍｉｎとＣＷｍａｘの両方とも、ＡＩＦＳと同様アクセスカテゴリごとの値を持つ。Ｗ＿ＤＡＴＡ１の送信先の無線通信装置では、データフレームの受信に成功するとその受信終了時点からＳＩＦＳ後に応答フレーム（Ｗ＿ＡＣＫ１）を送信する。Ｗ＿ＤＡＴＡ１を送信した無線通信装置は、Ｗ＿ＡＣＫ１を受信すると送信バースト時間制限内であればまたＳＩＦＳ後に次のフレーム（例えばＷ＿ＤＡＴＡ２）を送信することができる。

ＡＩＦＳ、ＤＩＦＳ、ＰＩＦＳ及びＥＩＦＳは、ＳＩＦＳとスロット時間との関数になるが、ＳＩＦＳとスロット時間とは物理層ごとに規定されている。また、ＡＩＦＳ、ＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘなどアクセスカテゴリごとに値が設けられるパラメータは、通信グループ（ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮではＢａｓｉｃＳｅｒｖｉｃｅＳｅｔ（ＢＳＳ））ごとに設定可能であるが、デフォルト値が定められている。

例えば、８０２．１１ａｃの規格策定では、ＳＩＦＳは１６μｓ、スロット時間は９μｓであるとして、それによってＰＩＦＳは２５μｓ、ＤＩＦＳは３４μｓ、ＡＩＦＳにおいてアクセスカテゴリがＢＡＣＫＧＲＯＵＮＤ（ＡＣ＿ＢＫ）のフレーム間隔はデフォルト値が７９μｓ、ＢＥＳＴＥＦＦＯＲＴ（ＡＣ＿ＢＥ）のフレーム間隔はデフォルト値が４３μｓ、ＶＩＤＥＯ（ＡＣ＿ＶＩ）とＶＯＩＣＥ（ＡＣ＿ＶＯ）のフレーム間隔はデフォルト値が３４μｓ、ＣＷｍｉｎとＣＷｍａｘとのデフォルト値は、各々ＡＣ＿ＢＫとＡＣ＿ＢＥとでは３１と１０２３、ＡＣ＿ＶＩでは１５と３１、ＡＣ＿ＶＯでは７と１５になるとする。なお、ＥＩＦＳは、ＳＩＦＳとＤＩＦＳと最も低速な必須の物理レートで送信する場合の応答フレームの時間長の和である。本実施形態では、このようなフレーム間隔のパラメータを用いる無線通信システムを通信レンジの広い干渉システムとして想定する。

なお、各実施形態で記載されているフレームは、ＮｕｌｌＤａｔａＰａｃｋｅｔなど、ＩＥＥＥ８０２．１１規格または準拠する規格で、パケットと呼ばれるものを指してもよい。

本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、ＤＳＰコアと協働する１つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。

別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１１：アクセスポイント（基地局、無線端末）
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ：アンテナ
１、２、３、４、５、６、７、８：無線端末
１：アンテナ
１０１、２０１：制御部
１０２、２０２：送信部
１０３、２０３：受信部
１０４、２０４：バッファ
２１１：ベースバンドＩＣ
２１３：メモリ
２１４：ホスト・インターフェース
２１５：ＣＰＵ
２１６：ＤＡＣ
２１７：ＡＤＣ
２２１：ＲＦＩＣ
２２２、２３２：フィルタ
２２３、２３３：ミキサ
２２４、２３４：アンプ
２２５、２３５：バラン
２４２：ＰＬＬ
２４３：水晶発振器
２４７：アンテナ
２４５：スイッチ
１４８：無線ＬＡＮモジュール
１４９：ホストシステム
３０１：ノートＰＣ
３０５、３１５、３５５：無線通信装置
３２１：移動体無線端末
３３１：メモリーカード
３３２：メモリーカード本体
５１：ビーコンフレーム
５２：ＲＴＳフレーム
５３：ＣＴＳフレーム
５４：データフレーム
５５：ＡＣＫフレーム
５６：データフレーム
５７：ＡＣＫフレーム

Claims

複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定し、前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する制御部と、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のアンテナのうち最も高い受信電力のアンテナに合わせて、前記複数のアンテナのうち他のアンテナの指向性を調整する
無線通信装置。
複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定し、前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する制御部と、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のアンテナのうち最も高い受信電力のアンテナの受信電力と、前記複数のアンテナのうちの他のアンテナの受信電力との差を算出し、前記差が閾値以上の場合に、前記最も高い受信電力のアンテナに合わせて前記他のアンテナの指向性を調整し、前記受信電力の差が閾値未満の場合に、前記他のアンテナの前記指向性を維持する
無線通信装置。
複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定し、前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する制御部と、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のアンテナのうち最も高い受信電力の２つ以上の前記アンテナを選択し、前記２つ以上のアンテナのうちの１つに合わせて、前記複数のアンテナのうち前記２つ以上のアンテナ以外の他のアンテナの指向性を調整する
無線通信装置。
複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定し、前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する制御部と、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のアンテナのうち最も受信電力の高い２つのアンテナの前記受信電力を比較し、前記受信電力の差が閾値以上の場合は、前記２つのアンテナのうち前記受信電力の高い方のアンテナに合わせて、前記受信電力の低い方のアンテナの指向性と、前記２つのアンテナ以外の他のアンテナの指向性とを調整し、
前記受信電力の差が前記閾値未満の場合は、前記２つのアンテナのうちの１つに合わせて、前記他のアンテナの指向性を調整する
無線通信装置。
複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定し、前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する制御部と、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信部と、を備え、
前記制御部は、前記第１フレームの送信元の他の無線通信装置の能力情報を取得し、前記能力情報は、前記他の無線通信装置のアンテナ数、または前記他の無線通信装置がビームフォーミングを実行可能か否かについての情報を含み、
前記制御部は、前記アンテナ数が２以上または前記他の無線通信装置が前記ビームフォーミングを実行可能であり、かつ前記他の無線通信装置からの受信電力が閾値以上であるときは、前記複数のアンテナの前記指向性を前記複数のアンテナの前記合成指向性が前記全方位指向性となるように設定し、
前記送信部は、前記複数のアンテナの指向性の設定後、前記第２フレームを送信する
無線通信装置。
前記制御部は、前記能力情報と、前記他の無線通信装置との伝搬路の通信品質に基づいて、前記複数のアンテナの前記指向性の調整を行うか否かを決定する
請求項５の無線通信装置。
前記制御部は、前記第１フレームの受信前に送信した第３フレームの送信が失敗の場合、前記第１フレームを受信したときに前記複数のアンテナの前記指向性の調整を行う
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の無線通信装置。
前記複数のアンテナをさらに備えた
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の無線通信装置。
複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定する設定ステップと、
前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する調整ステップと、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信ステップと、を備え、
前記調整ステップは、前記複数のアンテナのうち最も高い受信電力のアンテナに合わせて、前記複数のアンテナのうち他のアンテナの指向性を調整する
無線通信方法。
複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定する設定ステップと、
前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する調整ステップと、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信ステップと、を備え
前記調整ステップは、前記複数のアンテナのうち最も高い受信電力のアンテナの受信電力と、前記複数のアンテナのうちの他のアンテナの受信電力との差を算出し、前記差が閾値以上の場合に、前記最も高い受信電力のアンテナに合わせて前記他のアンテナの指向性を調整し、前記受信電力の差が閾値未満の場合に、前記他のアンテナの前記指向性を維持する
無線通信方法。
複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定する設定ステップと、
前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する調整ステップと、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信ステップと、を備え
前記調整ステップは、前記複数のアンテナのうち最も高い受信電力の２つ以上の前記アンテナを選択し、前記２つ以上のアンテナのうちの１つに合わせて、前記複数のアンテナのうち前記２つ以上のアンテナ以外の他のアンテナの指向性を調整する
無線通信方法。
複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定する設定ステップと、
前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する調整ステップと、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信ステップと、を備え、
前記調整ステップは、前記複数のアンテナのうち最も受信電力の高い２つのアンテナの前記受信電力を比較し、前記受信電力の差が閾値以上の場合は、前記２つのアンテナのうち前記受信電力の高い方のアンテナに合わせて、前記受信電力の低い方のアンテナの指向性と、前記２つのアンテナ以外の他のアンテナの指向性とを調整し、
前記受信電力の差が前記閾値未満の場合は、前記２つのアンテナのうちの１つに合わせて、前記他のアンテナの指向性を調整する
無線通信方法。
複数の方向に指向性を制御可能な複数のアンテナの前記指向性を、前記複数のアンテナの指向性を重ね合わせた合成指向性が全方位指向性となるように設定する設定ステップと、
前記指向性を設定された前記複数のアンテナを介して受信された第１フレームの前記複数のアンテナ毎の受信電力に基づいて、前記複数のアンテナのそれぞれの指向性を調整する調整ステップと、
前記指向性の調整後、前記第１フレームに応答する第２フレームを送信する送信ステップと、を備え、
前記調整ステップは、前記第１フレームの送信元の他の無線通信装置の能力情報を取得し、前記能力情報は、前記他の無線通信装置のアンテナ数、または前記他の無線通信装置がビームフォーミングを実行可能か否かについての情報を含み、
前記調整ステップは、前記アンテナ数が２以上または前記他の無線通信装置が前記ビームフォーミングを実行可能であり、かつ前記他の無線通信装置からの受信電力が閾値以上であるときは、前記複数のアンテナの前記指向性を前記複数のアンテナの前記合成指向性が前記全方位指向性となるように設定し、
前記送信ステップは、前記複数のアンテナの指向性の設定後、前記第２フレームを送信する
無線通信方法。