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通信装置和通信方法、 计算机程序和通信系统
    技术领域 本发明例如涉及利用毫米波执行无线通信的通信装置和通信方法、 计算机程序以 及通信系统， 具体而言涉及通过使指向性天线 (directional antenna) 的波束指向通信对 方所位于的方向来延伸毫米波的信号到达距离的通信装置和通信方法、 计算机程序以及通 信系统。
     背景技术 被称为 “毫米波” 的无线通信可利用高频电磁波来实现更高的通信速度。毫米波 通信的主要用途包括短距离无线接入通信、 图像传送系统、 简易无线电以及汽车防冲撞雷 达。另外， 目前， 正在进行以促进毫米波通信的使用为目的的关于毫米波通信的技术开发， 例如大容量 / 长距离传送的实现、 无线装置的小型化和成本的降低。这里， 毫米波的波长是 10mm 到 1mm， 这相当于频率上的 30GHz 到 300GHz。例如， 在使用 60GHz 频带的无线通信的情 况下， 由于可以以 GHz 为单位分配信道， 所以可以执行极高速的数据通信。
     与在无线 LAN( 局域网 ) 技术等等中广泛使用的微波相比， 毫米波波长较短并且表 现出较高的直进性， 并且可以传送极大量的信息。 另一方面， 由于毫米波容易由于反射而发 生强烈衰减， 所以用于执行通信的无线路径主要是直接波或反射最多一次的反射波。 另外， 毫米波具有由于传播损耗较大而导致无线信号到达不了太远的属性。
     为了补偿毫米波的这种飞行距离问题， 可以设想的一种方法是使发送器和接收器 的天线具有指向性 (directivity)， 并且使其发送波束和接收波束指向通信对方所位于的 方向， 从而延伸信号到达距离。波束指向性例如可以通过向发送器和接收器的每一个提供 多个天线并且改变每个天线的发送权重或接收权重来控制。 由于对于毫米波不怎么使用反 射波而直接波变得重要， 所以波束形状的指向性是适当的， 并且可以设想使用尖锐的波束 作为指向性。更优选地， 在使发送波束和接收波束的每一个指向通信对方的同时发送和接 收无线信号。
     例如， 已提出了一种无线传送系统， 其中， 在通过使用基于电力线通信、 光通信和 声通信之一的通信的第二通信手段发送用于确定发送天线的指向性的方向的信号来确定 发送天线的方向之后， 通过使用 10GHz 以上的无线电波的第一通信手段执行发送器与接收 器之间的无线通信 ( 例如参见 PTL 1)。
     另外， 通过利用天线的指向性来延伸信号到达距离的方法被应用到作为使用毫米 波频带的无线 PAN(mmWPAN ： 毫米波无线个人区域网络 ) 的标准规范的 IEEE 802.15.3c。
     作为用于天线的最优指向性的训练的技术， 常见的方法是从发送端发送训练信 号， 并且在接收端根据其接收的结果确定最优指向性。例如， 可以在每次发送 / 接收一个帧 时在发送端改变天线的指向性， 并且在接收端根据帧接收的结果来确定最优指向性。
     在具有许多移动物体的移动环境中使用的情况下， 即使一度确立了通信台站之间 的指向性链路， 也有可能该指向性链路由于随后通信台站的移动或障碍物的存在而变得无 效。即， 在移动环境中， 难以使用指向性毫米波通信。因此， 可以设想的一种操作模式是在
     重确立链路时不使用指向性帧， 并且在通过使用全向帧进行指向性训练处理之后开始指向 性帧的发送。例如， 在毫米波通信中采用利用 RTS/CTS 握手的冲突避免过程的情况下， 在不 使用指向性的情况下全向地发送和接收诸如 RTS 帧和 CTS 帧之类的准备帧， 并且在基于其 接收的状况确定指向性的方向之后， 然后才利用指向性来发送和接收数据帧。
     然而， 如果每次重确立链路时都重新执行最优指向性的训练处理， 则这将会引入 开销， 直到数据帧的发送开始为止。另外， 如果在毫米波通信中不使用指向性， 则这可能导 致这样一种情形 ： 即， 由于由其导致的短信号到达距离， 诸如 RTS 帧和 CTS 帧之类准备帧没 有到达通信对方 ( 或者无法被通信对方接收 )， 结果数据帧的发送永不开始 ( 或者指向性通 信无法开始 )。
     引文列表
     专利文献
     PTL 1 ： 日本专利 No.3544891 发明内容 技术问题
     本发明的一个目的在于提供一种能够通过使指向性天线的波束指向通信对方所 位于的方向来延伸毫米波的信号到达距离的优良的通信装置和通信方法、 计算机程序和通 信系统。
     本发明的另一个目的在于提供一种能够通过高效地确立指向性链路来减小开销 的优良的通信装置和通信方法、 计算机程序和通信系统。
     解决问题的手段
     本申请是考虑到上述问题而作出的， 并且权利要求 1 中限定的发明是一种通信装 置， 包括 ：
     无线通信部， 该无线通信部能够根据使用预定的高频频带的通信模式执行指向性 无线通信 ；
     其中， 当在与通信对方交换预定的准备帧之后开始数据传送时， 通信装置通过控 制无线通信部的指向性来执行准备帧的指向性通信。
     另外， 根据本申请的权利要求 2 中限定的发明， 根据权利要求 1 的通信装置被配置 为通过使用在上次与通信对方执行帧交换时使用的通信波束型式来执行准备帧的指向性 通信。
     另外， 根据本申请的权利要求 3 中限定的发明， 根据权利要求 2 的通信装置被配置 为根据从上次与通信对方执行帧交换起经过的时间来调整通信波束型式。
     另外， 根据本申请的权利要求 4 中限定的发明， 根据权利要求 2 的通信装置被配置 成： 当上次与通信对方执行帧交换时使用的通信波束型式未被保存时， 通信装置通过使用 全向通信波束型式来执行准备帧的通信， 或者通过使用通过与通信对方执行训练操作而获 得的通信波束型式来执行准备帧的通信。
     另外， 根据本申请的权利要求 5 中限定的发明， 根据权利要求 1 的通信装置被配置 成： 应用一过程， 在该过程中， 数据发送端在发送发送开始请求帧并接收到从数据接收端答 复的确认帧之后开始数据帧的发送处理 ； 并且当作为数据发送端工作时， 通信装置通过使
     用指向数据接收端的位置的方向的发送波束型式来发送该发送开始请求帧。
     另外， 根据本申请的权利要求 6 中限定的发明， 根据权利要求 5 的通信装置被配置 成： 当通信装置不能响应于利用指向数据接收端的位置的方向的发送波束型式发送该发送 开始请求帧而接收到来自数据接收端的确认帧时， 通信装置通过使用全向发送波束型式来 重发发送开始请求帧。
     另外， 根据本申请的权利要求 7 中限定的发明， 根据权利要求 1 的通信装置被配置 为通过使用指向通信对方的位置的方向的接收波束型式来等待接收从通信对方发送的定 时已知的帧。
     另外， 根据本申请的权利要求 8 中限定的发明， 根据权利要求 1 的通信装置被配置 为通知与分配给通信对方的发送区间有关的信息， 并且在发送区间内， 通过使用指向通信 对方的位置的方向的接收波束型式来等待接收。
     另外， 根据本申请的权利要求 9 中限定的发明， 根据权利要求 1 的通信装置被配置 成： 应用一过程， 在该过程中， 数据发送端发送发送开始请求帧， 数据接收端在从接收到发 送开始请求帧起经过了第一预定时段后答复确认帧， 数据发送端在从接收到确认帧起经过 了第二预定时段后开始数据帧的发送， 并且数据接收端在从接收到数据帧起经过了第三预 定时段后答复确认帧 ； 并且当作为数据发送端工作时， 通信装置在从发送该发送开始请求 帧起经过了第一预定时段后， 通过使用指向数据接收端的位置的方向的接收波束型式来等 待接收确认帧， 或者通信装置在从发送数据帧起经过了第三预定时段后， 通过使用指向数 据接收端的位置的方向的接收波束型式来等待接收确认帧。 另外， 根据本申请的权利要求 10 中限定的发明， 根据权利要求 1 的通信装置被配 置成 ： 应用一过程， 在该过程中， 数据发送端发送发送开始请求帧， 数据接收端在从接收到 发送开始请求帧起经过了第一预定时段后答复确认帧， 数据发送端在从接收到确认帧起经 过了第二预定时段后开始数据帧的发送， 并且数据接收端在从接收到数据帧起经过了第三 预定时段后答复确认帧 ； 并且当作为数据接收端工作时， 通信装置在从发送确认帧起经过 了第二预定时段后， 通过使用指向接收端的位置的方向的接收波束型式来等待接收数据 帧。
     另外， 本申请的权利要求 11 中限定的发明是一种用于通信装置的通信方法， 该通 信装置包括能够根据使用预定的高频频带的通信模式执行指向性无线通信的无线通信部， 该通信方法包括以下步骤 ：
     当在与通信对方交换预定的准备帧之后开始数据传送时， 通过控制无线通信部的 指向性来执行准备帧的指向性通信。
     另外， 本申请的权利要求 12 中限定的发明是一种以计算机可读格式记载以便在 计算机上执行用于通信装置的通信处理的计算机程序， 该通信装置包括能够根据使用预定 的高频频带的通信模式执行指向性无线通信的无线通信部， 该计算机程序使得该计算机充 当：
     用于当在与通信对方交换预定的准备帧之后开始数据传送时， 通过控制无线通信 部的指向性来执行准备帧的指向性通信的装置。
     根据本申请的权利要求 12 的计算机程序限定了以计算机可读格式记载以便在计 算机上实现预定处理的计算机程序。换言之， 通过将根据本申请的权利要求 12 的计算机
     程序安装到计算机中， 在计算机上实行协同操作， 从而可以获得与根据本申请的权利要求 1 的通信装置相同的操作效果。
     另外， 本申请的权利要求 13 中限定的发明是一种通信系统， 该通信系统应用了在 与通信对方交换预定的准备帧之后开始数据传送的过程， 该通信系统包括通过执行指向性 控制来发送准备帧的第一通信装置， 以及接收所发送的准备帧的第二通信装置。
     另外， 本申请的权利要求 14 中限定的发明是一种通信系统， 该通信系统应用了在 与通信对方交换预定的准备帧之后开始数据传送的过程， 该通信系统包括在预定的发送定 时发送准备帧的第一通信装置， 以及在发送定时通过使用指向第一通信装置的位置的方向 的接收波束型式接收准备帧的第二通信装置。
     然而， 应当注意， 权利要求 13 和 14 中使用的术语 “系统” 指的是多个设备 ( 或实 现特定功能的功能模块 ) 的逻辑聚集， 而各个设备或功能模块是否存在于同一壳体内并不 特别重要。
     本发明的有利效果
     根据本发明， 可以提供一种能够通过使指向性天线的波束指向通信对方的位置的 方向来延伸毫米波的信号到达距离的优良的通信装置和通信方法、 计算机程序和通信系 统。 另外， 根据本发明， 可以提供一种能够通过高效地确立指向性链路来减小开销的 优良的通信装置和通信方法、 计算机程序和通信系统。
     根据本申请的权利要求 1 和 11 至 14 中限定的发明， 当在与通信对方交换预定的 准备帧之后开始数据传送时， 通过使用具有指向性的波束型式来发送 / 接收准备帧。从而， 可以减小确立链路时的开销。
     另外， 根据本申请的权利要求 2 中限定的发明， 通信装置通过使用在上次与通信 对方执行帧交换时使用的通信波束型式来执行准备帧的指向性通信。从而， 可以减小确立 链路时的开销。
     另外， 根据本申请的权利要求 3 中限定的发明， 通信装置在使用通信波束型式之 前根据经过的时间来调整上次与通信对方执行帧交换时使用的通信波束型式。从而， 即使 通信对方已经随着时间的经过而移动， 也可以执行准备帧的通信。
     另外， 根据本申请的权利要求 4 中限定的发明， 即使在上次与通信对方执行帧交 换时使用的通信波束型式未被保存时， 通信装置也能够通过使用全向通信波束型式或者通 过使用通过与通信对方的训练操作而获得的通信波束型式来执行准备帧的通信。
     另外， 根据本申请的权利要求 5 中限定的发明， 在使用 RTS/CTS 握手的情况下， 通 信装置通过使用指向通信对方的位置的方向的发送波束型式来发送 RTS 帧。从而， 可以减 小确立链路时的开销。
     另外， 根据本申请的权利要求 6 中限定的发明， 当通信装置在利用指向通信对方 的位置的方向的发送波束型式发送 RTS 帧之后也未能接收到 CTS 帧时， 通信装置通过使用 全向发送波束型式来重发 RTS 帧。从而， 即使通信对方已经随着时间的经过而移动了， RTS 帧到达通信对方的概率也可变得更高。
     另外， 根据本申请的权利要求 7 中限定的发明， 通信装置通过使用指向通信对方 的位置的方向的接收波束型式来等待接收发送定时已知的帧。从而， 可以减小确立链路时
     的开销。 另外， 根据本申请的权利要求 8 中限定的发明， 在通信装置分配给通信对方的发 送区间内， 通信装置通过使用指向通信对方的位置的方向的接收波束型式来等待接收。从 而， 可以减小确立链路时的开销。
     另外， 根据本申请的权利要求 9 中限定的发明， 在使用 RTS/CTS 握手的情况下， 在 从发送 RTS 帧起经过了预定时段后， 通信装置通过使用指向数据接收端的位置的方向的接 收波束型式来等待接收 CTS 帧， 并且还在从发送数据帧起经过了预定时段后， 通过使用指 向数据接收端的位置的方向的接收波束型式来等待接收 ACK 帧。从而， 可以减小确立链路 时的开销。
     另外， 根据本申请的权利要求 10 中限定的发明， 在使用 RTS/CTS 握手的情况下， 在 从发送 CTS 帧起经过了预定时段后， 通信装置通过使用指向数据发送端的位置的方向的接 收波束型式来等待接收数据帧。从而， 可以减小确立链路时的开销。
     从以下对本发明实施例的详细描述和附图将清楚本发明的其他目的、 特征和优 点。
     附图说明
     图 1 是示意性地示出根据本发明实施例的毫米波无线通信系统的配置示例的示图。 图 2 是示出通信装置 100 的配置示例的示图。
     图 3 是示出数字部 180 的内部配置的示例的示图。
     图 4 是示出通信装置 100 通过发送波束处理部 187 对发送波束的指向性控制可以 形成的 10 个发送波束型式 (beam pattern) 元素 Bt0 至 Bt9 的示图。
     图 5 是示出用于最优波束方向的训练的波束训练信号的信号格式的示例的示图。
     图 6 是示出根据本发明第一实施例在重确立链路时通过使用与上次使用的相同 的发送波束型式来执行发送操作的信号发送 / 接收序列的示例的示图。
     图 7 是示出通过使用与上次向同一通信对方发送帧时使用的相同的发送波束型 式来发送准备帧的信号发送 / 接收序列的示例的示图。
     图 8A 是用于说明指向性链路的状态的变化的示图。
     图 8B 是用于说明指向性链路的状态的变化的示图。
     图 8C 是用于说明指向性链路的状态的变化的示图。
     图 8D 是用于说明指向性链路的状态的变化的示图。
     图 9 是示出帧的一部分或全部如何被发送多次的示图。
     图 10A 是用于说明通过选择性地使用图 4 中所示的 10 个发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 来调整信号到达范围的方法的示图。
     图 10B 是用于说明通过选择性地使用图 4 中所示的 10 个发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 来调整信号到达范围的方法的示图。
     图 10C 是用于说明通过选择性地使用图 4 中所示的 10 个发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 来调整信号到达范围的方法的示图。
     图 10D 是用于说明通过选择性地使用图 4 中所示的 10 个发送波束型式元素 Bt0 至
     Bt9 来调整信号到达范围的方法的示图。
     图 11 是示出根据本发明第一实施例通信装置 100 作为数据发送端 (STA_A) 执行 通信操作的过程的流程图。
     图 12 是示出根据本发明第二实施例在重确立链路时通过使用与上次使用的相同 的接收波束型式来执行接收操作的信号发送 / 接收序列的示例的示图。
     图 13 是示出通信装置作为接入点 (AP) 或作为每个终端台站 (STA1 和 STA2) 来执 行帧接收操作的过程的流程图。
     图 14 是示出包含有模块化的通信装置 100 的信息设备的配置示例的示图。 具体实施方式
     下面， 将参考附图详细描述本发明的实施例。应当注意， 虽然可以给出 VHT(Very High Throughput， 超高吞吐量 ) 标准中使用的 60GHz 频带作为毫米波通信模式的示例， 但 本发明的范围并不限于特定的频率带。
     图 1 示意性地示出了根据本发明实施例的毫米波无线通信系统的配置示例。该图 中所示的无线通信系统包括通信装置 100 和通信装置 200。
     通信装置 100 和 200 可根据毫米波通信模式相互执行无线通信。由于毫米波通信 模式具有较强的直进性并且在反射时遭到严重的衰减， 所以更适宜在使发送波束和接收波 束的每一个指向通信对方的同时发送和接收无线信号。
     在图 1 所示的示例中， 通信装置 100 包括用于根据毫米波通信模式发送和接收无 线信号的多个天线 160a 至 160n。另外， 通过调整经由天线 160a 至 160n 发送的各个信号的 权重， 来控制发送波束的指向性 Bt。在图中所示的示例中， 发送波束 Bt 指向作为通信对方 的通信装置 200 的位置的方向。
     另外， 通信装置 200 包括用于根据毫米波通信模式发送和接收无线信号的多个天 线 260a 至 260n。另外， 通过调整经由天线 260a 至 260n 接收的各个信号的权重， 来控制接 收波束的指向性 Br。在图中所示的示例中， 接收波束 Br 指向作为通信对方的通信装置 100 的位置的方向。
     图 2 示出了通信装置 100 的配置示例。图中所示的通信装置 100 可以充当宽带路 由器或无线接入点。虽然没有示出， 但可以按相同方式来配置通信装置 200。
     通信装置 100 包括存储部 150、 多个天线 160a 至 160n 以及无线通信部 170。无线 通信部 170 包括模拟部 172、 AD 转换部 174、 DA 转换部 176、 数字部 180 以及控制部 190。
     多个天线 160a 至 160n 用于根据毫米波通信模式的无线通信。 具体而言， 天线 160a 至 160n 的每一个利用毫米波发送利用预定的加权系数加权的无线信号。另外， 天线 160a 至 160n 接收毫米波无线信号， 并将无线信号输出到模拟部 172。
     模拟部 172 通常相当于用于根据毫米波通信模式发送和接收无线信号的 RF 电路。 即， 模拟部 172 对由各个天线 160a 至 160n 接收的多个接收信号进行低噪声放大和降频转 换， 并将所得到的信号输出到后级中的 AD 转换部 174。另外， 模拟部 172 对分别被 DA 转换 部 176 转换成模拟信号的多个发送信号进行升频转换以转换到 RF 频带， 对所得到的信号进 行功率放大， 并将信号输出到各个天线 160a 至 160n。
     AD 转换部 174 把从模拟部 172 输入的多个模拟接收信号中的每一个转换成数字信号， 并将数字信号输出到后级中的数字部 180。另外， DA 转换部 176 把从数字部 180 输入的 多个数字发送信号中的每一个转换成模拟信号， 并将模拟信号输出到模拟部 172。
     数字部 180 通常由用于根据毫米波通信模式对接收信号进行解调和解码的电路 和用于根据毫米波通信模式对发送信号进行编码和调制的电路构成。
     图 3 示出了数字部 180 的内部配置的示例。如图中所示， 数字部 180 包括同步部 181、 接收波束处理部 182、 功率计算部 183、 确定部 184、 解调 / 解码部 185、 编码 / 调制部 186 以及发送波束处理部 187。
     同步部 181 例如对于由多个天线 160a 至 160n 接收的多个接收信号根据帧的开头 处的前导来同步接收处理的开始定时， 并将所得到的信号输出到接收波束处理部 182。
     接收波束处理部 182 对于从同步部 181 输入的多个接收信号， 例如根据均匀分布 或泰勒 (Taylor) 分布执行加权处理， 从而控制接收波束的指向性。然后， 接收波束处理部 182 把经加权的接收信号输出到功率计算部 183 和解调 / 解码部 185。
     当执行最优发送和接收波束方向的训练时， 功率计算部 183 计算在每个发送和接 收波束方向上发送和接收的接收信号的接收功率， 并把这些接收功率顺序输出到确定部 184。然后， 确定部 184 基于从功率计算部 183 输入的接收功率值来确定最优发送波束方向 和最优接收波束方向。然后， 用于识别所确定的波束方向的参数值经由控制部 190 被存储 到存储部 150 中。这里， 最优波束方向通常对应于使针对单个波束训练信号从功率计算部 183 输入的一系列接收功率值最大的波束方向。 解调 / 解码部 185 根据用于毫米波通信模式的任意调制模式和编码模式对经接收 波束处理部 182 加权的每个接收信号进行解调和解码， 从而获取数据信号。然后， 解调 / 解 码部 185 把所获取的数据信号输出到控制部 190。
     编码 / 调制部 186 根据用于毫米波通信模式的任意编码模式和调制模式对从控制 部 190 输入的数据信号进行编码和调制， 从而生成发送信号。然后， 编码 / 调制部 186 把所 生成的发送信号输出到发送波束处理部 187。
     发送波束处理部 187 根据从编码 / 调制部 186 输入的发送信号生成例如根据均匀 分布或泰勒分布加权的多个发送信号， 并且控制发送波束的指向性。 例如， 发送波束处理部 187 要使用的权重值是由从控制部 190 输入的指向性控制信号指定的。经发送波束处理部 187 加权的多个发送信号的每一个被输出到 DA 转换部 176。
     返回图 2， 将继续描述无线通信装置 100 的配置。 控制部 190 例如是利用诸如微处 理器之类的运算单元形成的， 并且控制无线通信部 170 的整体操作。另外， 控制部 190 从存 储部 150 获取用于识别最优发送波束方向或接收波束方向的参数值， 并且向数字部 180 内 的发送波束处理部 187 输出指向性控制信号， 用于指示向天线 160a 至 160n 中的每一个分 配加权系数以便形成基于该参数值识别的波束方向。 这样， 形成了最优波束型式， 使得无线 通信装置 100 根据毫米波通信模式进行无线通信时发送波束或接收波束指向通信对方所 位于的方向。
     虽然在图 2 中没有示出， 但通信装置 100 可包括位置检测功能， 用于检测其相对于 通信对方的相对位置。这种位置检测功能例如是通过通信装置 100 本身设有诸如 GPS( 全 球定位系统 ) 之类的绝对位置测量手段并与通信对方交换相互位置信息或者设置用于捕 捉通信对方的位置信息的雷达或其他手段来实现的。
     图 4 示出了通信装置 100 通过发送波束处理部 187 对发送波束的指向性控制可形 成的发送波束型式的示例。在图中所示的示例中， 通信装置 100 可形成 10 个发送波束型式 元素 Bt0 至 Bt9。发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 具有在通信装置 100 所位于的平面中相差 36 度的方向上的指向性。
     通过根据来自控制部 190 的指向性控制信号向天线 160a 至 160n 中的每一个指派 加权系数， 发送波束处理部 187 可以形成这 10 个发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 中的一个发送 波束型式， 从而使得可以发送指向性无线信号。另外， 通信装置 100 可形成的接收波束型式 可以是与图 4 中所示的发送波束 Bt0 至 Bt9 类似的波束型式。即， 通过根据来自控制部 190 的指向性控制信号向天线 160a 至 160n 中的每一个指派加权系数， 接收波束处理部 182 可 以形成与这样的 10 个接收波束型式元素 Br0 至 Br9 中的一个 ( 或者两个或更多个的组合 ) 匹配的接收波束型式， 从而使得根据毫米波通信模式的无线信号可以被天线 160a 至 160n 中的每一个接收。用于识别用于各个天线 160a 至 160n 以便分别形成这些发送和接收波束 型式元素 Bt0 至 Bt9 和 Br0 至 Br9 的加权系数的参数值被预先存储在通信装置 100 的存储部 150 中。
     应当注意， 通信装置 100 可形成的发送波束型式和接收波束型式不限于图 4 所示 的示例。例如， 多个天线 160a 至 160n 可被配置成能够形成具有在三维空间中的各种方向 上的指向性的发送波束型式或接收波束型式。 图 5 示出了用于执行最优波束方向的训练的波束训练信号的信号格式的示例。 然而， 应当注意， 在该图中省略了对头部部分的描述。图中所示的波束训练信号 BTF(Beam Training Field， 波束训练字段 ) 是根据毫米波通信模式从通信对方具有的多个天线 160a 至 160n 中的每一个发送的。要放在波束训练信号 BTF 上的训练信号序列例如可以是根据 BPSK(Binary Phase Shift Keying， 二进制相移键控 ) 的随机型式等等。
     图中所示的波束训练信号是通过以时分方式针对各个发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 复用训练信号序列来获得的。波束训练信号 BTF 由分别与图 5 中所示的发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 相对应的 10 个时隙 T0 至 T9 构成。另外， 在时隙 T0 至 T9 中， 对于预定的已知信 号序列， 顺序发送分别按照用于形成发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 的加权系数对天线 160a 至 160n 加权而获得的 10 个训练信号序列。因此， 对于各个时隙 T0 至 T9， 波束训练信号的发 送波束的指向性以图 5 中所示的发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 的方式顺序地变化。
     在接收此波束训练信号 BTF 的接收端， 对于波束训练信号 BTF 的时隙 T0 至 T9 中 的每一个 ( 即， 对于每个训练信号序列 )， 顺序地观察接收信号的功率水平。 结果， 接收信号 的功率水平在波束训练信号 BTF 的时隙之一中变成突出值。接收信号的功率水平达到峰值 的时隙根据相对于发送波束训练信号 BTF 的发送端的相对位置而变化。然后， 与接收功率 水平达到峰值的时隙相对应的发送波束型式也可被确定为发送端的最优发送波束型式。
     另外， 假定波束训练信号 BTF 的接收端也可形成与图 4 所示的发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 类似的 10 个接收波束型式元素 Br0 至 Br9。另外， 将波束训练信号 BTF 的时隙 T0 至 T9 中的每一个进一步划分成 10 个小区间 ST0 至 ST9， 并且在小区间 ST0 至 ST9 的每一 个中， 用 10 个不同的接收波束型式元素 Br0 至 Br9 对接收信号加权。在图 5 所示的示例中， 时隙 T0 的第一小区间 ST0 与接收波束型式元素 Br0 相关联， 时隙 T0 的第二小区间 ST1 与接 收波束型式元素 Br1 相关联， ……， 时隙 T9 的第一小区间 ST0 与接收波束型式元素 Br0 相关
     联， 等等。 通过对接收波束的这种指向性控制处理， 利用单个波束训练信号 BTF， 可以获得用 10 个发送波束型式 ×10 个接收波束型式＝总共 100 个发送和接收波束型式发送和接收的 接收信号。
     图 3 中所示的功率计算部 183 计算通过上述的总共 100 个发送和接收波束型式发 送和接收的各个接收信号的接收功率， 并且将结果顺序地输出到确定部 184。然后， 基于输 入的接收功率值， 确定部 184 确定用于识别最优发送波束型式和接收波束型式的参数值。 最优波束型式通常是这样的波束型式 ： 利用该波束型式， 针对单个波束训练信号从功率计 算部 183 输入的一系列接收功率值变成最大。用于识别最优发送波束型式的参数值例如可 以是波束训练信号 BTF 的时隙号码 (T0 至 T9) 之一。另外， 用于识别最优发送波束型式的 参数值例如可以是图 5 所示小区间号码 (ST0 至 ST9)。确定部 184 把以这种方式确定的参 数值输出到控制部 190。另外， 用于识别最优发送波束型式的参数值 (T0 至 T9) 可被反馈 回波束训练信号 BTF 的发送端。然而， 应当注意， 由于此反馈过程不与本发明的范围直接相 关， 所以本说明书中省略对其的描述。
     利用毫米波的无线通信系统可通过使用多个发送和接收天线形成尖锐的天线指 向性 ( 即波束形状的天线指向性 ) 来延伸其信号到达距离。然而， 如背景技术部分中已经 描述的， 存在这样的问题， 即在具有许多移动物体的移动环境中， 难以利用指向性毫米波通 信。 另外， 即使在与先前确立过链路的通信对方重确立链路的情况下， 也首先在不使用指向 性的情况下交换帧 ( 例如准备帧 )， 并且在基于其接收的状况确定指向性的方向之后， 执行 使用指向性的数据发送 / 接收。从而， 存在引入了开销的问题。 因此， 在本发明的第一实施例中， 通信装置 100 被配置为在确立链路时通过使用 具有指向性的波束型式来发送准备帧， 从而高效地确立指向性链路， 以减小开销。
     另外， 在本发明的第二实施例中， 通信装置 100 被配置为在确立链路时通过使用 具有指向性的波束型式来接收准备帧， 从而高效地确立指向性链路， 以减小开销。
     图 6 示出了在确立链路时通过使用具有指向性的波束型式来发送准备帧的信号 发送 / 接收序列的示例。在图中所示的信号发送 / 接收序列中， 利用了 RTS/CTS 握手， 其是 解决终端问题的常见方法。然而， 应当注意， 通信台站 STA_A 和 STA_B 中的每一个是由图 2 和 3 中所示的通信装置 100 形成的。
     数据发送端 (STA_A) 首先通过 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance， 带冲突避免的载波侦听多路接入 ) 过程确认介质在预定时段中畅 通， 然后通过使用具有指向性的波束型式向数据接收端 (STA_B) 发送作为请求开始数据发 送的准备帧的 RTS 帧 ( 经波束形成的 RTS)。
     在接收到来自数据发送端 (STA_A) 的针对数据接收端 (STA_B) 的 RTS 帧时， 在经 过预定的帧间间隔 SIFS 之后， 数据接收端 (STA_B) 发送 CTS 帧， 该 CTS 帧是通知对上述数 据发送开始请求的确认的准备帧。
     在发送 RTS 帧之后， 数据发送端 (STA_A) 等待接收从数据接收端 (STA_B) 答复的 CTS 帧。然后， 在通过接收到 CTS 帧而确认介质畅通时， 在从 CTS 帧的接收起经过 SIFS 之 后， 数据发送端 (STA_A) 通过使用具有指向性的波束型式来发送数据帧 DATA( 经波束形成 的数据 )， 其中对于该数据帧 DATA， 发送波束针对数据接收端 (STA_B)。 应当注意， 当接收到 CTS 帧时， 数据发送端 (STA_A) 可更新指向性通信链路的状态， 例如通过利用此接收帧中的
     字段的一部分来优化所保存的发送波束型式。
     在发送 CTS 帧之后， 数据接收端 (STA_B) 等待接收来自数据发送端 (STA_A) 的数 据帧。此时， 数据接收端 (STA_B) 可以使用具有其接收波束指向数据发送端 (STA_A) 的位 置的方向的指向性的波束型式。然后， 数据接收端 (STA_B) 在成功完成对数据帧的接收时 回复 ACK。通过接收 ACK， 数据发送端 (STA_A) 认识到该一系列 RTS/CTS 握手过程的成功完 成。
     这里， 作为在确立链路时发送准备帧时确定指向性的方法的示例， 可以举出这样 一种方法， 其中， 当通过与先前确立过指向性链路的通信对方重确立链路来发送帧时， 使用 与在上次向同一通信对方发送帧时使用的相同的发送波束型式。
     图 7 示出了通过使用与上次向同一通信对方发送帧时使用的相同的发送波束型 式来发送准备帧的信号发送 / 接收序列的示例。与图 6 中一样， 此图也示出了用于要发送 的信号的发送 / 接收序列的示例。另外， 假定通信台站 STA_A 和 STA_B 中的每一个由图 2 和 3 中所示的通信装置 100 形成。
     数据发送端 (STA_A) 通过使用具有已经训练出的指向性的波束型式来发送针对 数据接收端 (STA_B) 的数据帧 DATA1( 经波束形成的数据 1)。
     与之相对， 数据接收端 (STA_B) 在成功完成对数据帧 DATA1 的接收时答复 ACK。 通 过接收 ACK， 数据发送端 (STA_A) 认识到该一系列 RTS/CTS 握手过程的成功完成。
     然后， 当再次发生数据发送请求时， 数据发送端 (STA_A) 通过 CSMA/CA 过程确认介 质畅通， 然后通过使用具有先前在发送数据帧 DATA1 时使用的指向性的波束型式来发送准 备帧 RTS( 经波束形成的 RTS)。
     在接收到来自数据发送端 (STA_A) 的针对数据接收端 (STA_B) 的 RTS 帧时， 在经 过预定的帧间间隔 SIFS 之后， 数据接收端 (STA_B) 发送作为通知对上述数据发送开始请求 的确认的准备帧的 CTS 帧。
     在发送 RTS 帧之后， 数据发送端 (STA_A) 等待接收从数据接收端 (STA_B) 答复的 CTS 帧。然后， 在通过接收到 CTS 帧而确认介质畅通时， 在从 CTS 帧的接收起经过 SIFS 之 后， 数据发送端 (STA_A) 通过使用具有指向性的波束型式来发送数据帧 DATA( 经波束形成 的数据 )， 其中对于该数据帧 DATA， 发送波束针对数据接收端 (STA_B)。 应当注意， 当接收到 CTS 帧时， 数据发送端 (STA_A) 可更新指向性通信链路的状态， 例如通过利用此接收帧中的 字段的一部分来优化所保存的发送波束型式。
     在发送 CTS 帧之后， 数据接收端 (STA_B) 等待接收来自数据发送端 (STA_A) 的数 据帧。此时， 数据接收端 (STA_B) 可以使用具有其接收波束指向数据发送端 (STA_A) 的位 置的方向的指向性的波束型式。然后， 数据接收端 (STA_B) 在成功完成对数据帧的接收时 回复 ACK。通过接收 ACK， 数据发送端 (STA_A) 认识到该一系列 RTS/CTS 握手过程的成功完 成。
     图 7 中所示的信号发送 / 接收序列基于如下假设 ： 各个通信台站之间的指向性链 路的状态在从上次帧发送到下次帧发送的时间期间保持不变且有效。然而， 在具有许多移 动物体的移动环境中， 指向性链路的状态有可能由于随后通信台站的移动或障碍物的存在 而变化。
     在上次帧发送时已经优化了通信波束的情况下， 波束型式是尖锐的， 这使得发送端 (STA_A) 可以延伸信号到达距离 ( 参见图 8A)。然而， 指向性链路仅在接收端 (STA_B) 略 微移动时 ( 或者仅在通信台站之间的相对位置略微偏移时 ) 才是有效的 ( 参见图 8B)。作 为针对这种问题的措施， 可以设想的一种方法是在使用上次帧发送时使用的发送波束型式 时使发送波束型式较宽 ( 参见图 8C)。 使发送波束型式较宽缩短了信号到达距离， 但扩大了 信号到达范围的面积， 预期这将使得能够将相对位置变化了的通信对方包含在信号到达范 围内的概率增大。
     另外， 预测随着从上次帧发送后时间的经过， 通信台站之间的相对位置将会有较 大变化。 因此， 可以设想的另一种方法是调整使波束型式更宽的程度， 以随着从上次帧发送 后时间的经过而变得更大 ( 参见图 8D)。
     另外， 即使采用如上所述的波束型式调整方法， 如果通信对方不能被包含在信号 到达范围内， 那么也无法使指向性链路有效， 从而导致无法接收响应帧。在这种情况下， 执 行指向性通信完全没有意义， 因此应当切换到全向通信。
     这里， 当全向地发送帧时， 通过多次发送帧的一部分或全部 ( 参见图 9)， 虽然开销 增大了， 但可以扩大信号到达范围。
     在诸如无论使发送波束型式变得多宽都无法获得对 RTS 帧的 CTS 帧的响应的情况 下， 通信装置 100 应当采取诸如以下措施 ： 全向地发送 RTS 帧， 以较大的开销执行反复发送， 或者在最优发送波束型式时执行训练。
     通信装置 100 通过发送波束处理部 187 对发送波束的指向性控制可以形成的发送 波束型式例如如图 4 中所示。
     图 4 中示出通过对发送波束的指向性控制而形成多个发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9。 例如， 如图 10A 中的左侧所示， 当只有一个发送波束型式元素 Bt2 被选择并在被加权的同 时被使用时， 如图 10A 中的右侧所示， 可以获得尖锐的且给出长信号到达距离的发送波束。
     与之相对， 通过对多个发送波束型式元素加权和求和， 可以获得给出较宽的信号 到达范围的发送波束， 虽然信号到达距离变得较短。例如， 如图 10B 中的左侧所示， 当包括 发送波束型式元素 Bt2 和与此发送波束型式元素相邻的发送波束型式 Bt1 和 Bt3 在内的三个 发送波束型式元素被选择， 并且这些发送波束型式元素被加权并求和时， 如图 10B 中的右 侧所示， 虽然信号到达距离变得较短， 但信号到达范围变得较宽了。另外， 如图 10C 中的左 侧所示， 当包括发送波束型式元素 Bt2 和与此发送波束型式元素相邻的发送波束型式 Bt0、 Bt1、 Bt3 和 Bt4 在内的五个发送波束型式元素被选择， 并且这些发送波束型式元素被加权并求 和时， 如图 10C 中的右侧所示， 虽然信号到达距离变得更加短， 但信号到达范围变得更加宽 了。 从这些图中， 可以明白， 信号到达范围随着被加权并求和的发送波束型式用的元素数的 增大而变宽。另外， 如图 10D 中的左侧所示， 当所有发送波束型式元素 Bt0 至 Bt9 都被选择并 均等加权时， 如图 10D 中的右侧所示， 产生了具有短信号到达距离的全向发送波束型式。
     图 11 以流程图的形式示出了在上述第一实施例中通信装置 100 作为图 7 中的数 据发送端 (STA_A) 执行帧发送操作的过程。此过程例如是通过控制部 190 执行预定的控制 程序来实现的。
     当从通信协议的上层等等发生数据发送请求时 ( 步骤 S1 中的 “是” )， 通信装置 100 首先检查是否保存了在上次向数据接收端 (STA_B) 发送数据帧 ( 或指向性帧 ) 时使用的发 送波束型式 ( 步骤 S2)。具体而言， 控制部 190 检查在存储部 150 中是否保存了用于识别上次使用的发送波束型式的参数值。
     如果保存了上次使用的发送波束型式 ( 步骤 S2 中的 “是” )， 则通信装置 100 根据 从上次向数据接收端 (STA_B) 发送数据帧起经过的时间来调整发送波束型式 ( 步骤 S3)。 即， 在通过从存储部 150 提取参数值来识别出上次使用的发送波束型式后， 控制部 190 根据 经过的时间调整该发送波束型式以使之变宽。应当注意， 在判断步骤 S2 时， 可以为经过时 间设定阈值， 使得如果经过了预定时间以上， 则不再使用上次使用的发送波束型式。
     另一方面， 如果未保存上次向数据接收端 (STA_B) 发送帧时使用的发送波束型式 ( 步骤 S2 中的 “否” )， 则通信装置 100 通过与数据接收端 (STA_B) 进行用于执行最优发送 波束指向性的训练的训练操作来确定发送波束型式 ( 步骤 S7)。由于本发明的范围不限于 特定的训练操作， 所以这里省略对训练操作的详细描述。
     接下来， 通过使用由步骤 S3 或步骤 S7 确定发送波束型式， 通信装置 100 向数据接 收端 (STA_B) 发送 RTS 帧 ( 经波束形成的 RTS)( 步骤 S4)。控制部 190 控制发送波束处理 部 187 以形成这个所确定的发送波束型式。
     然后， 当在预定时段内接收到来自数据接收端 (STA_B) 的 CTS 帧时 ( 步骤 S5 中的 “是” )， 通信装置 100 开始对数据接收端 (STA_B) 的数据帧的发送处理 ( 步骤 S6)。 另外， 当通信装置 100 未能在预定时段内成功接收到来自数据接收端 (STA_B) 的 CTS 帧时 ( 步骤 S5 中的 “否” )， 有可能 RTS 帧没有到达， 因为数据接收端 (STA_B) 已经移动 了比根据经过时间预测的量更大的量。在这种情况下， 也可以设想加宽指向性以使得 RTS 帧到达数据接收端 (STA_B)。 因此， 控制部 190 控制发送波束处理部 187 以使得发送波束型 式变成全向的， 从而发送全向的 RTS 帧 ( 步骤 S8)。
     然后， 当在发送全向 RTS 帧之后在预定时间内成功接收到来自数据接收端 (STA_ B) 的 CTS 帧时 ( 步骤 S9 中的 “是” )， 通信装置 100 开始对数据接收端 (STA_B) 的数据帧的 发送处理 ( 步骤 S6)。
     应当注意， 如果在步骤 S2 中未保存用于识别上次使用的发送波束型式的参数值， 则处理可以不是前进到步骤 S7 以执行训练操作， 而是前进到步骤 S8 以发送全向 RTS 帧。
     另外， 在通信装置包括用于检测其相对于通信对方的相对位置的位置检测功能的 情况下， 在步骤 S3 中， 当使用上次发送数据帧 ( 或指向性帧 ) 时使用的发送波束型式时， 除 了从上次帧发送起经过的时间以外， 在调整发送波束型式时还可以考虑相对于数据接收端 (STA_B) 的相对位置信息。
     然后， 将描述本发明的第二实施例。 在第二实施例中， 当确立链路时， 通信装置 100 通过使用具有指向性的波束型式来接收准备帧。在此情况下， 通信装置 100 必须掌握来自 通信对方的准备帧的发送定时。
     用于掌握来自通信对方的准备帧的发送定时的方法包括向通信对方分配发送定 时的方法， 以及使用诸如 RTS/CTS 握手之类的规定帧间间隔 (IFS ： 帧间间隔 ) 的过程的方 法。
     例如， 考虑这样的情况， 即在基础设施网络中， 接入点 (AP) 为其下属的终端台站 (STA1 和 STA2) 执行发送区间的调度， 并且终端台站 (STA1 和 STA2) 中的每一个在其自己 被分配的发送区间内通过使用 RTS/CTS 握手过程来向接入点 (AP) 发送数据。对于接入点 (AP)， 终端台站 (STA1 和 STA2) 中的每一个在其发送区间内发送准备帧的定时是已知的。 另
     外， 对于终端台站 (STA1 和 STA2) 中的每一个， 接入点 (AP) 在该终端台站发送准备帧 RTS 之后发送准备帧的定时是已知的。
     图 12 示出了接入点 (AP) 与终端台站 (STA) 之间的信号发送 / 接收序列的示例。 以下， 参考图中所示的信号发送 / 接收序列示例， 将描述当确立链路时， 通信装置 100 通过 使用具有指向性的波束型式来接收准备帧的操作。
     接入点 (AP) 每预定的帧周期广播信标。 通过接收该信标， 终端台站 (STA1 和 STA2) 中的每一个成为接入点 (AP) 的下属， 从而确保了 BSS 中的协调。 在信标中， 记载了 BSS 的运 用信息， 诸如分配给终端台站 (STA1 和 STA2) 中的每一个的发送定时之类的调度信息。 在图 12 中所示的示例中， 根据信标中记载的调度信息， 在帧周期内， 左斜线指示的区间被分配为 终端台站之一 (STA1) 的根据第二通信模式的发送区间， 并且右斜线指示的区间被分配为 另一终端台站 (STA2) 的根据第二通信模式的发送区间。终端台站 (STA1 和 STA2) 可以在 其各自的发送区间中以无争用的方式执行无线通信。
     在进入分配给终端台站 (STA1) 的发送区间 ( 图 12 中的标号 A 指示的区域 ) 后经 过预定的时段之后， 终端台站 (STA1) 向接入点 (AP) 发送 RTS 帧。
     另一方面， 在分配给终端台站 (STA1) 的发送区间的开始时刻到来时， 接入点 (AP) 通过控制接收波束处理部 182 的指向性以针对终端台站 (STA1) 优化接收波束型式来开始 对 RTS 帧的接收操作。 或者， 接入点 (AP) 通过使用在上次接收来自终端台站 (STA1) 的数据 帧时使用的波束型式来等待 RTS 帧。然后， 响应于接收到来自终端台站 (STA1) 的 RTS 帧， 在经过预定的帧间间隔 SIFS( 短帧间间隔 ) 之后， 接入点 (AP) 答复 CTS 帧， 该 CTS 帧反馈 了表明已成功接收到 RTS 帧的指示。 当在完成 RTS 帧的发送后经过了预定的帧间间隔 SIFS 时， 终端台站 (STA1) 通过 使用在上次接收到来自接入点 (AP) 的帧时使用的波束型式来等待 CTS 帧。然后， 在通过对 CTS 帧的成功接收而确认介质畅通时， 在经过 SIFS 之后， 终端台站 (STA1) 在使发送波束指 向接入点 (AP) 的位置的方向的同时发送数据帧。
     在发送 CTS 帧之后， 接入点 (AP) 通过使用在上次接收数据帧时使用的波束型式来 等待数据帧。此时， 当接收到来自终端台站 (STA1) 的 RTS 帧时， 接入点 (AP) 可例如通过利 用此接收帧中的字段的一部分优化所保存的接收波束型式来更新指向性通信链路的状态。 然后， 在成功完成对来自终端台站 (STA1) 的数据帧的接收后， 接入点 (AP) 在经过 SIFS 之 后答复 ACK 帧。
     终端台站 (STA1) 通过使用在上次接收 CTS 帧时使用的波束型式来等待 ACK 帧。 此 时， 当接收到来自接入点 (AP) 的 CTS 帧时， 终端台站 (STA1) 可例如通过利用此接收帧中的 字段的一部分优化所保存的接收波束型式来更新指向性通信链路的状态。然后， 通过接收 到 ACK 帧， 终端台站 (STA1) 认识到该一系列 RTS/CTS 握手过程的成功完成。
     类似地， 在进入分配给终端台站 (STA2) 的发送区间 ( 图 12 中的标号 B 指示的区 域 ) 后经过预定的时段之后， 终端台站 (STA2) 向接入点 (AP) 发送 RTS 帧。
     另一方面， 在分配给终端台站 (STA2) 的发送区间的开始时刻到来时， 接入点 (AP) 通过控制接收波束处理部 182 的指向性以针对终端台站 (STA2) 优化接收波束型式来开始 对 RTS 帧的接收操作。 或者， 接入点 (AP) 通过使用在上次接收来自终端台站 (STA2) 的数据 帧时使用的波束型式来等待 RTS 帧。然后， 响应于接收到来自终端台站 (STA2) 的 RTS 帧，
     在经过预定的帧间间隔 SIFS 之后， 接入点 (AP) 答复 CTS 帧， 该 CTS 帧反馈了表明已成功接 收到 RTS 帧的指示。
     当在完成 RTS 帧的发送后经过了预定的帧间间隔 SIFS 时， 终端台站 (STA2) 通过 使用在上次接收来自接入点 (AP) 的帧时使用的波束型式来等待 CTS 帧。然后， 在通过对 CTS 帧的成功接收而确认介质畅通时， 在经过 SIFS 之后， 终端台站 (STA2) 在使发送波束指 向接入点 (AP) 的位置的方向的同时发送数据帧。
     在发送 CTS 帧之后， 接入点 (AP) 通过使用在上次接收数据帧时使用的波束型式来 等待数据帧。此时， 当接收到来自终端台站 (STA2) 的 RTS 帧时， 接入点 (AP) 可例如通过利 用此接收帧中的字段的一部分优化所保存的接收波束型式来更新指向性通信链路的状态。 然后， 在成功完成对来自终端台站 (STA2) 的数据帧的接收后， 接入点 (AP) 在经过 SIFS 之 后答复 ACK 帧。
     终端台站 (STA2) 通过使用在上次接收 CTS 帧时使用的波束型式来等待 ACK 帧。 此 时， 当接收到来自接入点 (AP) 的 CTS 帧时， 终端台站 (STA2) 可例如通过利用此接收帧中的 字段的一部分优化所保存的接收波束型式来更新指向性通信链路的状态。然后， 通过接收 到 ACK 帧， 终端台站 (STA2) 认识到该一系列 RTS/CTS 握手过程的成功完成。
     图 12 中所示的信号发送 / 接收序列基于如下假设 ： 各个通信台站之间的指向性链 路的状态在从上次帧接收到下次帧接收的时间期间保持不变且有效。然而， 在具有许多移 动物体的移动环境中， 指向性链路的状态有可能由于随后通信台站的移动或障碍物的存在 而变化。因此， 如图 8A 至 8D 所示的根据从上次帧发送起经过的时间而使发送波束型式更 宽的调整方法在接收帧时也适用。 即， 在上次接收帧时刚刚优化通信波束之后， 通过使接收 波束型式尖锐而延伸了可接收距离。之后， 通过考虑到通信对方随着时间的经过而移动的 事实， 调整接收波束型式以使之逐渐变宽。 使接收波束型式变宽缩短了可接收距离， 但扩大 了可接收范围的面积， 预期这将使得能够将相对位置变化了的通信对方包含在可接收范围 内的概率增大。
     通信装置 100 通过接收波束处理部 182 对发送波束的指向性控制可以形成的接收 波束型式例如如图 4 中所示。另外， 如图 10A 至 10D 中所示， 可根据选择接收波束型式元素 Br0 至 Br9 的方法来设定期望的可接收距离和可接收范围。
     图 13 以流程图的形式示出了通信装置作为接入点 (AP) 或作为终端台站 (STA1 和 STA2) 中的每一个执行帧接收操作的过程。此过程例如是通过控制部 190 执行预定的控制 程序来实现的。
     当帧接收定时到来时 ( 步骤 S11 中的 “是” )， 通信装置 100 首先检查是否保存了 在上次接收来自同一帧来源的帧时使用的接收波束型式 ( 步骤 S12)。
     帧接收定时的示例在作为接入点 (AP) 时例如包括 ： 分配给帧的源的发送区间， 在 完成诸如 RTS 或 CTS 之类的准备帧的发送后经过了预定的帧间间隔 SIFS 时来自通信对方 的 CTS 帧或数据帧的发送定时， 以及在完成数据帧的发送后经过了预定的帧间间隔 SIFS 时 来自通信对方的 ACK 帧的发送定时。
     如果保存了上次用于同一通信对方的接收波束型式 ( 步骤 S12 中的 “是” )， 则通 信装置 100 根据从上次从同一通信对方接收帧起经过的时间来调整接收波束型式 ( 步骤 S13)。即， 在通过从存储部 150 提取参数值来识别出上次使用的接收波束型式后， 控制部190 根据经过的时间调整该接收波束型式以使之变宽。然后， 通信装置 100 通过使用在步 骤 S13 中确定的接收波束型式来等待来自通信对方的帧 ( 步骤 S14)。应当注意， 在判断步 骤 S12 时， 可以为经过时间设定阈值， 使得如果经过了预定时间以上， 则不再使用上次使用 的接收波束型式。
     另一方面， 如果未保存上次从同一通信对方接收帧使用的接收波束型式， 则在通 信装置 100 中， 控制部 190 控制接收波束处理部 187 以使得接收波束型式变成全向的， 从而 全向地等待接收帧 ( 步骤 S16)。
     这里， 如果帧接收失败 ( 步骤 S15 中的 “否” )， 则通信装置 100 通过与通信对方进 行用于执行最优接收波束指向性的训练的训练操作来确定接收波束型式 ( 步骤 S17)。 由于 本发明的范围不限于特定的训练操作， 所以这里省略对训练操作的详细描述。
     应当注意， 如果在步骤 S12 中未保存用于识别上次使用的接收波束型式的参数 值， 则处理可以前进到步骤 S7， 并且可以执行训练操作， 而不是前进到步骤 S16 以发送全向 帧。
     另外， 在通信装置包括用于检测其相对于通信对方的相对位置的位置检测功能的 情况下， 在步骤 S13 中， 当使用上次针对同一通信对方接收帧时使用的接收波束型式时， 除 了从上次帧接收起经过的时间以外， 在调整接收波束型式时还可以考虑相对于数据发送端 (STA_A) 的相对位置信息。
     根据图 6、 7 和 12 中所示的信号发送 / 接收序列， 可以明白， 在利用指向性控制来 解决飞行距离问题的毫米波通信中， 通过有效地利用在上次通信时使用的波束型式， 可以 有效地确立指向性链路， 并且可以减小开销。
     应当注意， 作为接入点 (AP) 或终端台站 (STA) 工作的通信装置 100 例如可以是个 人计算机 (PC)、 便携式电话、 PDA( 个人数字助理 ) 之类的便携式信息终端、 便携式音乐播放 器、 或者游戏机之类的信息设备、 或者包含在电视接收机或其他家用信息设备中的无线通 信模块。
     图 14 示出了包含有模块化的通信装置 100 的信息设备的配置示例。
     CPU( 中 央 处 理 部 )1 在 由 操 作 系 统 (OS) 提 供 的 程 序 执 行 环 境 下 执 行 存 储 在 ROM( 只读存储器 )2 或硬盘驱动器 (HDD)11 中的程序。 例如， 下文中将描述的接收帧同步处 理或者处理的一部分也可以以 CPU 1 执行预定程序的形式实现。
     ROM 2 永久地存储诸如 POST( 加电自测试 ) 和 BIOS( 基本输入输出系统 ) 之类的 程序代码。RAM( 随机访问存储器 )3 用于在 CPU 1 执行程序时加载 ROM 2 或 HDD( 硬盘驱动 器 )11 中存储的程序或者临时保存正在执行的程序的工作数据。它们经由直接耦合到 CPU 1 的本地引脚的本地总线 4 相互连接。
     本地总线 4 经由桥接器 5 连接到诸如 PCI( 外围组件互连 ) 之类的输入 / 输出总 线 6。
     键盘 8 和诸如鼠标之类的指点设备 9 是被用户操作的输入设备。显示器 10 由 LCD( 液晶显示器 ) 或 CRT( 阴极射线管 ) 形成并且以文本或图像的形式显示各种信息。
     HDD 11 是具有作为记录介质的内置硬盘的驱动单元并且驱动硬盘。 硬盘用于安装 诸如操作系统和各种应用之类的由 CPU 1 执行的程序或者保存各种数据文件等等。
     通信部 12 是通过使无线通信装置 100 模块化而形成的无线通信接口。通信部 12在基础设施模式下作为接入点或终端台站工作或者在自组织模式下工作， 并且与存在于信 号到达范围内的其他通信终端执行通信。无线通信装置 100 的操作如上所述。
     工业应用性
     以上， 已经参考特定实施例详细描述了本发明。然而， 很明显， 本领域的技术人员 可以在不脱离本发明的范围的情况下对实施例做出各种修改和替换。
     在本说明书中， 描述主要集中于使用在 IEEE 802.15.3c 中使用的 60GHz 频带作为 毫米波通信模式的实施例。然而， 本发明的范围并不一定限于特定的频率带。另外， 不仅毫 米波通信， 而且其他种类的指向性通信也是适用的。
     简言之， 已经以示例方式公开了本发明， 而不应限制性地解释本说明书的描述。 应 当参考权利要求来确定本发明的范围。
     标号列表
     1 CPU
     2 ROM
     3 RAM
     4 本地总线
     5 桥接器
     6 输入 / 输出总线
     7 输入 / 输出接口
     8 键盘
     9 指点设备 ( 鼠标 )
     10 显示器
     11 HDD
     12 通信部
     100 通信装置
     150 存储部
     160a 至 160n 多个天线
     170 无线通信部
     172 模拟部
     174 AD 转换部
     176 DA 转换部
     180 数字部
     181 同步部
     182 接收波束处理部
     183 功率计算部
     184 确定部
     185 解调 / 解码部
     186 编码 / 调制部
     187 发送波束处理部
     190 控制部