无线电通信系统的控制方法、无线电通信系统和无线电通信装置

摘要

在执行波束扫描的同时从通信设备(1)(收发机(400))的发送天线发送训练信号，并且在在通信设备(2)(收发机(500))的接收天线处生成伪全向图案的状态中接收该训练信号。另外，在从通信设备(1)的发送天线生成伪全向图案的状态中发送训练信号，并且在执行波束扫描的同时在通信设备(2)的接收天线处接收该训练信号。从各个接收结果中，检测通信设备(1)的发送天线和通信设备(2)的接收天线的多个天线设定候选，并且确定多个天线设定对(天线设定候选的组合)。也对通信设备(1)的接收天线和通信设备(2)的发送天线执行上述步骤。利用所获得的天线设定对执行通信设备(1)和(2)之间的通信。结果，当通过执行波束形成来执行无线通信时，可以减短搜索并设定波束方向所需的时间，并且可以减短发生传送中断的时间。

说明书

技术领域

本发明涉及通过适应性地控制无线电波束来执行无线电通信的系统及 其控制方法。

背景技术

近年来，对使用宽带毫米波(30GHz到300GHz)的无线电设备的使 用已变得越来越广泛了。预期毫米波无线电技术尤其会用于比如高分辨率 图像的无线电传送这样的千兆比特级的高速率无线电数据通信(例如参见 非专利文献1、2和3)。

然而，具有高频率的毫米波具有较高的直线传播性，因此它们在无线 电传送要在室内实现的情况下会导致问题。除了高直线传播性以外，毫米 波会被人体或类似的物体显著衰减。因此，如果一个人在房间或类似的环 境中站在发送机和接收机之间，则无法获得无障碍的视野，从而使得传送 非常困难(遮蔽问题)。此问题是由于以下事实而造成的：因为由频率增 大造成的无线电波的直线传播性的提高，传播环境变化了。因此，此问题 不限于毫米波段(30GHz以上)。虽然无法明确指出无线电波的传播环境 变化的转变频率，但相信其大约是10GHz。注意，根据国际电信联盟的推 荐(″Propagation data and prediction methods for the planning of indoor radio  communication systems and radio local area networks in the frequency range  900MHz to 100GHz，″ITU-R，P.1238-3，April，2003)，指示出无线电波相 对于传播距离的衰减量的功率损耗系数在办公室中对于60GHz是22，而 对于0.9到5.2GHz是28到32。考虑到在自由空间损耗的情况下其是 20，所以认为散射、衍射之类的影响在像60GHz这样的更高频率中是较 小的。

为了解决上述问题，专利文献2例如公开了一种系统，其中通过在接 收机中安装多个接收单元来提供多个传送路径，以使得当发送机与接收单 元之间的传送路径之一被遮蔽时，通过另外的(一个或多个)传送路径来 执行传送。

另外，作为解决该问题的另一种方法，专利文献3公开了通过在墙壁 和天花板上安装反射体来确保多个传送路径的计策。

专利文献2中公开的方法在遮蔽发生在发送机附近时或者在所有安装 的接收单元全都被遮蔽时无法执行传送。同时，专利文献3中公开的方法 要求用户特别考虑配置。例如，需要考虑发送机和接收机的位置安装反射 体。

然而，近来关于毫米波的传播属性的研究发现，可以利用反射波，而 无需有意识地安装反射体。图26示出了使用广角天线的系统的配置，并 且图27示出了当系统用于室内时使用像图26中所示那样的广角天线的系 统的延迟概观(delay profile)的示例。在使用图26中所示的广角天线的 系统中，比任何其他波更快到达的主波的接收功率大于任何其他波的接收 功率，如图27中所示。此后，虽然诸如第二波和第三波之类的延迟波到 达，但它们的接收功率较小。这些第二波和第三波是从天花板和墙壁反射 的波。此情形与比如无线LAN(局域网)中使用的2.4GHz频带这样的具 有较低的直线传播性的无线电波的传播环境显著不同。在2.4GHz频带 中，因为衍射和多重反射的影响，非常难以在波的到达方向(DoA)上明 确地分离波。与之不同，在具有较高的直线传播性的毫米波中，虽然无线 电波在其DoA上是比较明确地区分的，但延迟波的数目是有限的并且其接 收信号电平较小。

因此，当直接波被阻挡时，必须如图25A和25B所示通过使具有高指 向性增益的窄波束指向反射波的DoA来确保足够的接收信号电平，以便利 用反射波继续传送。然而，为了使用户无需特别考虑诸如发送机和接收机 的相对位置之类的配置，能够动态控制窄波束的波束形成技术是必不可少 的。

为了实现波束形成，必须使用具有控制其指向性的功能的天线。用于 这种用途的典型天线包括相控阵列天线(phased array antenna)。对于具 有短波长(例如在60GHz频率的情况下是5mm)的毫米波，相控阵列天 线可在较小的区域中实现，并且用于这些天线阵列中的移相器阵列和振荡 器阵列已被开发出来了(例如参见非专利文献3和4)。除了相控阵列天 线以外，扇区可选择天线和机械式方向可调整天线也可用于实现天线指向 性控制。

另外，作为与使用天线阵列的波束形成不同目的技术，到达方向 (DoA)估计技术是已知的。DoA估计技术用于例如雷达、声纳和传播环 境测量中，并且用于以较高的精确度估计在天线阵列处会接收的无线电波 的DoA和功率。当DoA估计技术被用于具有安装的无线电波源的传播环 境测量中时，全向(无指向性)天线经常被用作无线电波源。例如，专利 文献6示出了这种技术的示例。

引文列表

专利文献

专利文献1：国际专利申请公布No.WO 2008/090836

专利文献2：日本专利申请公布No.2006-245986

专利文献3：日本专利申请公布No.2000-165959

专利文献4：美国专利申请公布No.2007/0205943

非专利文献

非专利文献1：K.Maruhashi et al.，″60-GHz-band LTCC Module  Technology for Wireless Gigabit Transceiver Applications″，IEEE International  Workshop on Radio-Frequency Integration Technology，Digest，pp.131-134， Dec，2005。

非专利文献2：K.Ohata et al.，″1.25Gbps Wireless Gigabit Ethernet Link  at 60GHz-Band″，IEEE MTT-S International Microwave Symposium，Digest， pp.373-376，June 2003。

非专利文献3：J.F.Buckwalter et al.，″An Integrated Subharmonic  Coupled-Oscillator Scheme for a 60-GHz Phased-Array Transmitter″，IEEE  Transactions on Microwave Theory and Techniques，Vol.12，pp.4271-4280，Dec. 2006。

非专利文献4：S.Alausi et al.，″A 60GHz Phased Array in CMOS″，IEEE 2006 Custom Integrated Circuits Conference，Digest，pp.393-396，San Jose，Sept. 2006。

非专利文献5：I.Lakkis et al.，″IEEE P802.15 Working Group for  Wireless Personal Area Networks(WPANS)：TG3c Call for Proposals″，15-08- 0355-00-003c，May，2008。

非专利文献6：K.Sato et al.，″Channel model for millimeter wave  WPAN″，The 18th Annual IEEE International Symposium on Personal，Indoor  and Mobile Radio communications(PIMRC′07)，2007。

发明内容

技术问题

在室内毫米波系统中，当直接波被阻挡并且要通过使用反射波来继续 无线电传送时，发生以下问题。

当切换实际使用的波(直接波、反射波)时，希望使传送断开的时段 达到最短。这种传送断开时段的最短化例如在要求实时能力的非压缩图像 的传送中变成尤其重要的要求。同时，当使用反射波时，必须通过使天线 波束宽度变窄来增大天线的指向性增益，从而增大接收强度。

然而，随着波束宽度变得更窄，需要执行的搜索的方向(步骤)的数 目增大了。因此，搜索波束方向并从而设定最优波束方向所必需的时间变 得更长，因此传送断开时间也变得更长。从而，希望开发一种即使在这种 情形中也能够缩短传送断开时间的波束方向设定方法。应当注意，使用能 够临时存储数据的设备是不现实的，因为当传送断开时间变得更长时需要 巨大的缓冲存储器。

两个通信设备之间的传播路径的特性由信道响应矩阵来表达。已知， 如果确定了此信道响应矩阵，则可以利用SVD(奇异值分解)来获得收发 机的天线设定的最优组合(以下称为“天线设定对”)。然而，另一方 面，由于SVD较为复杂并且需要较长的处理时间，所以例如在要求高速 率处理能力的非压缩图像传送装置中很难实现SVD。

从而，专利文献4例如公开了一种通过添加酉矩阵(例如哈达马特矩 阵)作为天线阵列的相位并且重复发送机的天线阵列的训练和接收机的天 线阵列的训练来获得使信号强度最大化的最优AWV(阵列权重向量)的 方法。虽然此方法与SVD相比可以减短处理时间，但它仍需要一定的时 间来获得最优AWV组合，因为需要反复执行发送和接收之间的切换。

同时，非专利文献5公开了一种通过逐渐地增大波束分辨率来优化发 送/接收波束方向(天线设定)的技术。然而，此技术也要求在反复执行发 送和接收之间的切换的同时对于发送/接收波束方向(天线设定)的数个组 合测量通信质量，从而需要大量的时间来获得最优波束组合。

另外，此文献还提出了一个被称为“准全向(准无指向性)图案”的 概念作为具有最低分辨率的波束。此准全向图案指的是在收发机周围的空 间中的非常宽的角度上具有恒定天线增益的图案，虽然其不是完全全向 (无指向性)的图案。由于经常很难在天线阵列中获得完全全向的图案， 所以这个准全向图案在这种情况下经常被用作替代。另外，在毫米波段 中，存在很难获得良好的准全向图案的情况。注意，“良好的准全向图 案”指的是在较宽或期望的角度范围上具有足够小的天线增益变动的辐射 图案。

一般地，当在初始阶段要建立链路时，如果最优天线设定的获取需要 较长的时间，则是可以接受的。然而，在由于先前建立的链路上传送的断 开而需要重建链路的情况下，需要迅速搜索另外的最优天线设定对。另 外，在多点通信的情况下，也要求更迅速地搜索最优天线设定对，因为其 要求重建多个链路。

本发明是考虑到上述问题而作出的，并且其一个目的是提供一种无线 电控制方法，当利用波束形成执行无线电通信时，该方法能够缩短找到并 设定波束方向(天线设定)所必需的时间，并从而缩短传送断开时间。

解决问题的方案

根据本发明的第一方面的方法是一种包括第一通信设备和第二通信设 备的无线电通信系统的控制方法。第一通信设备被配置为能够通过改变发 送天线设定来控制第一发送天线的发送波束方向并且通过改变接收天线设 定来控制第一接收天线的接收波束方向。另外，第二通信设备被配置为能 够通过改变发送天线设定来控制第二发送天线的发送波束方向并且通过改 变接收天线设定来控制第二接收天线的接收波束方向。根据此方面的方法 包括以下步骤(a)至(k)：

(a)在改变第一发送天线的天线设定的同时从第一发送天线发送训 练信号；

(b)在在第二接收天线中设定了固定波束图案的状态中用第二接收 天线接收训练信号；

(c)基于在步骤(b)中获得的训练信号的接收结果，获得描述第一 发送天线的天线设定和第二接收天线的接收信号特性之间的关系的数据 串；

(d)通过使用该数据串来确定第一发送天线的至少一个第一发送天 线设定候选，该至少一个第一发送天线设定候选充当要用于通信的候选；

(e)通过对第二发送天线和第一接收天线的组合执行曾利用第一发 送天线和第二接收天线执行的步骤(a)至(d)，来确定第二发送天线的 至少一个第二发送天线设定候选，该至少一个第二发送天线设定候选充当 要用于通信的候选；

(f)在在第一发送天线中设定了固定波束图案的状态中从第一发送天 线发送训练信号；

(g)在改变第二接收天线的天线设定的同时用第二接收天线接收训 练信号；

(h)基于在步骤(g)中获得的训练信号的接收结果，获得描述第二 接收天线的天线设定和接收信号特性之间的关系的数据串；

(i)通过使用该数据串来确定第二接收天线的至少一个第二接收天线 设定候选，该至少一个第二接收天线设定候选充当要用于通信的候选；

(j)通过对第二发送天线和第一接收天线的组合执行曾利用第一发送 天线和第二接收天线执行的步骤(f)至(i)，来确定第一接收天线的至 少一个第一接收天线设定候选，该至少一个第一接收天线设定候选充当要 用于通信的候选；以及

(k)对于第一通信设备和第二通信设备之间的通信，使用第一发送 天线设定候选和第二接收天线设定候选的组合以及第一接收天线设定候选 和第二发送天线设定候选的组合。

本发明的第二方面涉及一种包括第一通信设备和第二通信设备的无线 电通信系统。第一通信设备被配置为从第一发送天线发送无线电信号并且 用第一接收天线接收无线电信号。第二通信设备被配置为从第二发送天线 发送无线电信号并且用第二接收天线接收无线电信号。另外，第一通信设 备和第二通信设备被配置为以协作方式执行确定用于无线电通信的发送天 线设定候选和接收天线设定候选的处理。确定处理包括以下处理(a)至 (k)：

(a)在改变第一发送天线的天线设定并从而改变发送波束方向的同 时从第一发送天线发送训练信号；

(b)在在第二接收天线中设定了固定波束图案的状态中用第二接收 天线接收训练信号；

(c)基于在处理(b)中获得的训练信号的接收结果，获得描述第一 发送天线的天线设定和第二接收天线的接收信号特性之间的关系的数据 串；

(d)通过使用该数据串来确定第一发送天线的至少一个第一发送天 线设定候选，该至少一个第一发送天线设定候选充当要用于通信的候选；

(e)通过对第二发送天线和第一接收天线的组合执行与用于确定至 少一个第一发送天线设定候选的处理(a)至(d)类似的处理，来确定第 二发送天线的至少一个发送天线设定候选，该至少一个发送天线设定候选 充当要用于通信的候选；

(f)在在第一发送天线中设定了固定波束图案的状态中从第一发送天 线发送训练信号；

(g)在改变第二接收天线的天线设定并从而改变接收波束方向的同 时用第二接收天线接收训练信号；

(h)基于在处理(g)中获得的训练信号的接收结果，获得描述第二 接收天线的天线设定和接收信号特性之间的关系的数据串；

(i)通过使用在处理(h)中获得的数据串来确定第二接收天线的至 少一个第二接收天线设定候选，该至少一个第二接收天线设定候选充当要 用于通信的候选；

(j)通过对第二发送天线和第一接收天线的组合执行与用于确定至少 一个第二接收天线设定候选的处理(f)至(i)类似的处理，来确定第一 接收天线的至少一个第一接收天线设定候选，该至少一个第一接收天线设 定候选充当要用于通信的候选；以及

(k)对于第一通信设备和第二通信设备之间的通信，使用第一发送 天线设定候选和第二接收天线设定候选的组合以及第一接收天线设定候选 和第二发送天线设定候选的组合。

本发明的第三方面涉及一种与对方装置执行无线电通信的无线电通信 装置。该无线电通信装置包括发送天线设定控制单元、接收天线设定控制 单元和处理单元。发送天线设定控制单元通过改变发送天线设定来控制第 一发送天线的发送波束方向。接收天线设定控制单元通过改变接收天线设 定来控制第一接收天线的接收波束方向。处理单元以与对方装置协作的方 式执行确定用于与对方装置的无线电通信的发送天线设定候选和接收天线 设定候选的处理。确定处理包括以下处理(a)至(c)：

(a)通过执行以下(i)和(ii)中的至少一个来确定无线电通信装置 执行发送时要使用的至少一个第一发送天线设定候选和无线电通信装置执 行接收时要使用的至少一个第一接收天线设定候选：(i)第一训练，其中 无线电通信装置在改变发送天线设定并从而改变发送波束方向的同时发送 第一训练信号并且对方装置在将接收波束图案维持在固定状态中的同时接 收第一训练信号，以及(ii)第二训练，其中对方装置在将发送波束图案 维持在固定状态中的同时发送第二训练信号并且无线电通信装置在改变接 收天线设定并从而改变接收波束方向的同时接收第二训练信号；

(b)通过执行以下(i)和(ii)中的至少一个来确定对方装置执行发 送时要使用的至少一个第二发送天线设定候选和对方装置执行接收时要使 用的至少一个第二接收天线设定候选：(i)第三训练，其中对方装置在改 变发送天线设定并从而改变发送波束方向的同时发送第三训练信号并且无 线电通信装置在将接收波束图案维持在固定状态中的同时接收第三训练信 号，以及(ii)第四训练，其中无线电通信装置在将发送波束图案维持在 固定状态中的同时发送第四训练信号并且对方装置在改变接收天线设定并 从而改变接收波束方向的同时接收第四训练信号；以及

(c)把第一发送天线设定候选和第二接收天线设定候选的组合以及 第一接收天线设定候选和第二发送天线设定候选的组合应用于无线电通信 装置和对方装置之间的通信。

本发明的第四方面涉及一种无线电通信系统的控制方法，在该无线电 通信系统中第一通信设备和第二通信设备与彼此执行无线电通信。该方法 包括以下步骤(i)至(iii)：

(i)通过使第一通信设备扫描波束方向并从而发送第一训练信号并且 使第二通信设备以固定波束图案接收第一训练信号来选择第一通信设备的 发送波束候选；

(ii)通过使第一通信设备以固定波束图案发送第二训练信号并且使 第二通信设备扫描波束方向并从而接收第二训练信号来选择第二通信设备 的接收波束候选；以及

(iii)执行用于组合发送波束候选与接收波束候选的训练。

本发明的第五方面涉及一种无线电通信系统，在该无线电通信系统中 第一通信设备和第二通信设备与彼此执行无线电通信。第一通信设备和第 二通信设备被配置为以协作方式执行包括以下步骤(i)至(iii)的控制方 法：

(i)使第一通信设备扫描波束方向并从而发送第一训练信号并且使第 二通信设备以固定波束图案接收第一训练信号；

(ii)使第一通信设备以固定波束图案发送第二训练信号并且使第二 通信设备扫描波束方向并从而接收第二训练信号；以及

(iii)将基于第一训练信号的发送/接收选择的发送波束候选与基于第 二训练信号的发送/接收选择的接收波束候选相组合。

本发明的有利效果

根据本发明的每个上述示例性实施例，当利用波束形成执行无线电通 信时，可以在短时间内找到并设定具有良好通信质量的波束方向。

附图说明

图1A是示出在根据本发明的第一示例性实施例的无线电控制流程中 在执行无线电通信之前通信设备执行的操作的序列图；

图1B是示出在根据本发明的第一示例性实施例的无线电控制流程中 在执行无线电通信之前通信设备执行的操作的序列图；

图2示出了可应用本发明的用于波束形成的设备配置的示例；

图3是用于说明包括两个通信设备的无线电通信系统的示意图；

图4示出了可应用本发明的用于波束形成的设备配置的示例；

图5示出了根据本发明的第一示例性实施例的无线电控制流程中的转 变；

图6示出了根据本发明的第二示例性实施例的无线电控制流程中的转 变；

图7示出了根据本发明的第三示例性实施例的无线电控制流程中的转 变；

图8示出了根据本发明的第四示例性实施例的无线电控制流程中的转 变；

图9示出了根据本发明的第五示例性实施例的无线电控制流程中的转 变；

图10示出了根据本发明的第六示例性实施例的无线电控制流程中的 转变；

图11是示出应用了本发明的传播环境的示例的平面图；

图12是示出应用了本发明的传播环境的示例的平面图；

图13是示出描述在根据本发明的控制流程的过程中获得的天线设定 和通信质量之间的关系的数据串的示例的表格；

图14是示出描述在根据本发明的控制流程的过程中获得的天线设 定、波束方向和通信质量之间的关系的数据串的示例的表格；

图15是示出在根据本发明的控制流程的过程中获得的波束方向和通 信质量之间的关系的曲线图的示例；

图16是示出在根据本发明的控制流程的过程中获得的天线设定候选 的示例的表格；

图17是示出在根据本发明的控制流程的过程中获得的天线设定对列 表的示例的表格；

图18A是示出在根据本发明的第一示例性实施例的无线电控制流程中 在执行无线电通信之前通信设备执行的操作的序列图；

图18B是示出在根据本发明的第一示例性实施例的无线电控制流程中 在执行无线电通信之前通信设备执行的操作的序列图；

图18C是示出在根据本发明的第一示例性实施例的无线电控制流程中 在执行无线电通信之前通信设备执行的操作的序列图；

图19是示出在根据本发明的第一示例性实施例的无线电控制流程中 在发生无线电通信的遮蔽时通信设备执行的操作的序列图；

图20A是示出在根据本发明的第七示例性实施例的无线电控制流程中 通信设备的操作的一部分的序列图；

图20B是示出在根据本发明的第七示例性实施例的无线电控制流程中 通信设备的操作的一部分的序列图；

图21A是示出在根据本发明的第八示例性实施例的无线电控制流程中 通信设备的操作的一部分的序列图；

图21B是示出在根据本发明的第八示例性实施例的无线电控制流程中 通信设备的操作的一部分的序列图；

图22C是示出在根据本发明的第九示例性实施例的无线电控制流程中 通信设备的操作的一部分的序列图；

图23B是示出在根据本发明的第十示例性实施例的无线电控制流程中 通信设备的操作的一部分的序列图；

图24是示出在根据本发明的第十一示例性实施例的无线电控制流程 中在执行无线电通信之前通信设备执行的操作的序列图；

图25A是用于说明在根据本发明的第一示例性实施例的无线电控制流 程中，由于无线电信号的局部反射而产生传播路径的无线电波传播状态的 示图(无线电波未被阻挡时)；

图25B是用于说明在根据本发明的第一示例性实施例的无线电控制流 程中，由于无线电信号的局部反射而产生传播路径的无线电波传播状态的 示图(无线电波被人体阻挡时)；

图26示出了使用广角天线的系统的配置；并且

图27示出了当系统被用在室内时使用广角天线的系统的延迟概观的 示例。

具体实施方式

以下参考附图详细说明应用了本发明的具体示例性实施例。在所有附 图中向相同的组件赋予相同的标号，并且适当地省略重复说明以使说明清 楚。

<第一示例性实施例>

根据此示例性实施例的无线电通信系统包括具有用于波束形成的指向 性可控制天线的收发机400和500。对于收发机400和500的指向性可控 制天线的指向性控制机制，没有特别限制。例如，收发机400和500的指 向性可控制天线可以是相控阵列天线、扇区可选择天线或机械式可移动天 线。

图2示出了以相控阵列天线作为指向性可控制天线的收发机400的配 置的示例(省略了对于说明操作不重要的电路)。一个天线阵列包括M个 发送辐射元件，并且另一天线阵列包括N个接收辐射元件。发送机401包 括接收外部数据的发送机电路403。发送机电路403的输出被分支成M个 输出，并且它们被输入到天线设定电路404。在相控阵列天线的情况下， 天线设定电路404包括AWV(阵列权重向量)控制电路404-1至404-M。 每个信号的幅度或相位或两者被改变，并且最终通过由辐射元件405-1至 405-M组成的发送天线阵列输出。AWV控制电路404-1至404-M中的每 一个可由例如模拟移相器和可变增益放大器的串行连接实现。在这种配置 中，信号的幅度和相位都被以连续的方式控制。如果AWV控制电路404- 1至404-M是由数字移相器实现的，则只有信号的相位被以离散的方式控 制。

处理/运算电路406通过控制电路407提供关于天线设定电路404的设 定的指令。通过改变每个信号的幅度和相位两者或任一者，可以控制从发 送机辐射的波束的方向、宽度等等。

同时，接收机402具有与发送机401相反的配置。由辐射元件411-1 至411-N组成的接收天线阵列所接收的信号在AWV控制电路410-1至 410-N中在幅度和相位两者或任一者上被调整，然后被组合。然后，接收 机电路409接收到组合信号，并且向外部输出数据。与发送机401的情况 中一样，处理/运算电路406控制AWV控制电路410-1至410-N中的每一 个的幅度和相位两者或任一者。

图3是包括各自具有图2所示的配置的两个收发机(400和500)的无 线电通信系统的概念图。作为示例，收发机500具有K个发送辐射元件和 L个接收辐射元件。

在图2和3中，示出了包括相控阵列天线作为指向性可控制天线的通 信设备的配置示例。然而，包括其他类型的天线作为指向性可控制天线的 通信设备也是已知的。图4是包括扇区可选择天线作为指向性可控制天线 的收发机400的配置示例。在此情况下，具有强指向性的辐射元件被用作 发送辐射元件415-1至415-M和接收辐射元件417-1至417-N，并且这些 辐射元件被布置为指向相互不同的方向。天线设定电路414和416通常分 别包括开关元件414-1至414-M和416-1至416-N。在开关被接通的辐射 元件的辐射方向上形成波束。因此，通过利用天线设定电路414和416改 变天线设定，可以控制波束方向。其他电路的操作与图2所示的电路的相 似。

参考图5中所示的转变图来说明根据此示例性实施例的无线电通信系 统中的整体无线电控制流程。在图5中的状态S12中，收发机400和500 执行训练以优化其天线设定电路404、410、504和510。在状态S13中， 处理/运算电路406或处理/运算电路506的任一者或者处理/运算电路406 和506两者合作确定并获得天线设定对候选(即天线设定对列表)。在状 态S12和S13中执行的确定天线设定对候选的方法将在下文说明。所获得 的天线设定对候选以数据串的形式被存储在存储电路408和508或者其中 之一中。

注意，如上所述，天线设定对指的是对发送天线的天线设定和对接收 天线的天线设定的组合。天线设定可以是限定发送天线或接收天线的指向 性图案(例如波束方向或波束图案)的任何设定信息。例如，当如图2中 所示相控阵列天线被用作指向性可控制天线时，AWV可用作天线设定。 或者，当如图4中所示指向性可控制天线是扇区可选择天线时，天线设定 可以是开关元件414-1至414-M的开/关设定。另外，例如，天线设定可以 是预先与特定指向性相关联的标识号码，或者可以是比如AWV这样的决 定指向性的天线设定值本身。

在状态S14中，选择在状态S13中获得的天线设定对候选之一，并且 在S15中执行通信。在状态S14中执行选择天线设定对的方法也将在下文 说明。在通信期间，收发机400和500监视通信状态。例如，当收发机 500被操作用于接收时，可在接收机电路509或处理/运算电路506中测量 通信质量。例如，可测量诸如接收信号电平、信号噪声比(SNR)、误比 特率(BER)、误分组率(PER)和误帧率(FER)之类的通信质量。同 时，对此时作为发送机操作的收发机400中的通信状态的监视可通过测量 来自收发机500的通信质量劣化警报的接收状态或者接收确认响应 (ACK)的接收状态来实现。应当注意，由于可以使用公知的常见技术作 为通信状态监视技术，所以省略对此示例性实施例中的监视技术的详细说 明。

当在通信期间检测到通信质量的劣化，例如通信断开时，收发机400 和500从存储电路408和508的两者或任一者中存储的数据串中选择另一 天线设定对(S16)。

在状态S17中，判定使用新选择的天线设定对的通信的质量是否令人 满意。例如，当收发机500被操作用于接收时，接收机电路509或处理/运 算电路506通过测量接收信号电平、SNR等等来判定通信质量是否令人满 意。当在状态S17中判定通信质量令人满意时，收发机400和500返回到 通信状态(S15)。另一方面，当在状态S17中判定通信质量不令人满意 时，收发机400和500变到状态S16并且再次选择天线设定对。

作为替换的操作形式，当收发机400和500从状态S15变到状态S16 时，收发机400和500可核查在状态S13中获得的天线设定对的全部或一 些的通信质量并且基于核查结果通过使用具有良好通信质量的天线设定对 来重新开始通信。

当从存储电路408和508中存储的天线设定对中没有找到任何具有令 人满意的通信状态的天线设定对时，流程返回到训练(S12)并且重复从 该处开始的处理。

接下来，以下说明在图5中的状态S12中执行的训练流程和在状态 S13中执行的用于获得多个天线设定对的列表的流程。图1A和1B示出了 简化了这些流程的序列图。注意，为了简单，收发机400和收发机500在 图1A和1B中分别被示为“通信设备1”和“通信设备2”。在以下说明 中，在同时参考图1A和1B中所示的简化序列图和图3中所示的无线电通 信系统的配置图的同时说明流程和操作。

作为示例，假定图11和12中所示的传播环境。图11示出了训练信号 从通信设备1传播到通信设备2的情况，并且图12示出了相反的情况。在 此示例中，通信设备1、通信设备2和反射体62被部署在被墙壁61包围 的房间内(二维)。假定存在可用于通信设备1和通信设备2之间的通信 的四个传播路径，它们被指示为信号1至4。

图1A中所示的步骤S102-1和S102-2是用于确定通信设备1(收发机 400)的发送天线设定候选的训练。首先，通信设备1在步骤S102-1中执 行发送操作。在此过程中，通信设备1的存储电路408、处理/运算电路 406、控制电路407和天线设定电路404一起工作并从而改变发送天线 (例如天线阵列405-1至405-M)的天线设定。这样，通信设备1扫描发 送天线阵列405-1至405-M的波束方向。另外，发送机电路403在该状态 中也一起工作。这样，通信设备1在扫描发送波束方向的同时发送训练信 号。当发送波束方向与存在于通信设备1(收发机400)和通信设备2(收 发机500)之间的多个传播路径之一相匹配时，训练信号通过该传播路径 到达收发机500。

在此状态中，通信设备2(收发机500)在步骤S102-2中执行接收操 作。存储电路508、处理/运算电路506、控制电路513和天线设定电路 510一起工作并从而在接收天线(例如天线阵列511-1至511-L)中生成准 全向图案。另外，接收机电路509在此状态中也一起工作。这样，通信设 备2以固定的波束图案更具体而言是准全向图案接收从通信设备1发送来 的训练信号。

接下来，通信设备1和2交换其角色，并且执行类似的处理。步骤 S103-1和S103-2是用于确定通信设备2(收发机500)的发送天线设定候 选的训练。即，在步骤S103-2中，通信设备2执行发送操作，并且在改变 其天线设定并从而扫描波束方向的同时发送训练信号。在此状态中，在步 骤S103-1中，通信设备1在生成了准全向图案的状态中接收从通信设备2 发送来的训练信号。

接下来，在步骤S104-1和S104-2中，执行用于确定通信设备2的接 收天线设定候选的训练。在步骤S104-1中，通信设备1执行发送操作，并 且在发送天线中生成准全向图案的状态中发送训练信号。在此状态中，在 步骤S104-2中，通信设备2执行接收操作，并且在改变其天线设定并从而 扫描波束方向的同时接收训练信号。

接下来，通信设备1和通信设备2交换其角色，并且执行类似的处 理。即，步骤S105-1和S105-2是用于确定通信设备1的接收天线设定候 选的训练。在步骤S105-2中，通信设备2执行发送操作，并且在发送天线 中生成准全向图案的状态中发送训练信号。在此状态中，在步骤S105-2 中，通信设备1执行接收操作，并且在改变其天线设定并从而扫描波束方 向的同时接收训练信号。

通过上述的步骤S102至S105，获得了四个训练信号的接收结果。以 下说明从这些接收结果确定四个天线(通信设备1和2的发送天线和接收 天线)的四个天线设定候选的流程。

首先，以下说明在步骤S106-2中通过使用在步骤S102-2中获得的训 练信号接收结果来确定通信设备1的发送天线设定候选的流程。

在步骤S102-2中从训练信号接收结果获得描述通信设备1的发送天线 的天线设定(即发送波束方向)与通信设备2的接收天线中的接收信号功 率之间的关系的数据串。通信设备1的发送天线的天线设定被预先从通信 设备1发送到通信设备2，其方式是通过例如在发送训练信号时将天线设 定添加到训练信号的信息元素。注意，虽然在此示例中获得描述天线设定 与接收信号功率之间的关系的数据串，但也可使用除接收功率以外的接收 信号特性。除接收功率以外的接收信号特性的示例包括信号噪声比 (SNR)。

图13示出了数据串的示例。在此示例中，通信设备1(收发机400) 的天线设定的标识号码与通信设备2(收发机500)中的相对接收功率之 间的关系被记录。注意，相对接收功率是以如下方式表达的：使得与被执 行训练的所有天线设定相对应的接收功率之中的最大接收功率被定义为0 dB，并且其他接收功率由其与该最大接收功率的比率来表达。当在步骤 S102-1中执行的波束扫描的角度分辨率较低时，相对接收功率大于预定阈 值的多个(或一个)天线设定可被选择并被定义为通信设备1的发送天线 设定候选。或者，可以预先确定要检测的天线设定的数目。然后，天线设 定可以按其相对接收功率的降序被逐一选择，直到检测到的天线设定的数 目达到预定阈值为止。这些处理可由处理/运算电路506执行。如果必要， 检测到的天线设定被存储到存储电路508中。

然而，当在步骤S102-1中执行的波束扫描的角度分辨率较高时，存在 如下可能性，即上述方法无法检测到适当地对应于信号路径的天线设定。 即，有这样的可能性，即，与相对高的接收功率相对应的波束方向或其周 围的天线设定占据相对接收功率的较高排名，并且被检测为与信号路径相 对应的天线设定。在这种情况下，希望利用关于所扫描的通信设备1的发 送天线的波束方向(辐射角度或离去角度)的信息来执行峰值检测。为 此，必须把关于通信设备1的发送天线的波束方向的信息预先从通信设备 1发送到通信设备2。可通过将此信息添加到在步骤S102-1中发送的训练 信号的信息元素来发送此信息，或者可以通过发送专用于角度信息递送的 单独数据来发送此信息。在这种情况下，数据串例如可以是图14中所示 的那种。在此示例中，在120°的角度上以4°的分辨率扫描波束方向。通 过使用像这样的数据串，可以创建图15中所示的概观。通过利用此概观 执行峰值检测，可以检测到适当地对应于信号路径的天线设定。即使在这 种情况下，也可以检测到所有峰值。或者，可以预先确定要检测的天线设 定的数目。然后，峰值被按其相对接收功率的降序逐一检测，直到检测到 的峰值的数目达到预定数目为止。图15中的概观只是为了图示大体概念 而示出的，而在实践中，只需要像图14中所示那样的数据串。另外，由 于图15只是出于说明目的而示出的，所以图15中的值不一定等于图14中 的那些。另外，当天线设定的标识号码与波束方向相关联时，可以在不使 用角度信息的情况下执行峰值检测。上述处理可由处理/运算电路506执 行。如果必要，检测到的天线设定被存储到存储电路508中。

注意，在本说明书中，为了简化说明，假定了如图11和12中所示的 平面(二维)传播环境。因此，图15中的水平轴以一维值的形式指示辐 射方向。还假定天线阵列具有一维。然而，本发明也可应用到在三维 (3D)传播环境中使用二维(2D)天线阵列的其他情况。在这种情况 下，图14中的辐射角度的列和图15中的水平轴表示各由两个角度组成的 2D阵列。

在步骤S106-1中通过使用在步骤S103-1中获得的训练信号接收结果 来确定通信设备2的发送天线设定候选的流程与上述步骤S106-2中执行的 类似，因此省略对其的说明。即，步骤S106-1中的流程可通过在交换通信 设备1和通信设备2的角色的状态中执行步骤S106-2中的上述流程来执 行。

接下来，以下说明在步骤S106-2中通过使用在步骤S104-2中获得的 训练信号接收结果来确定通信设备2的接收天线设定候选的流程。从在步 骤S104-2中获得的训练信号接收结果获得描述接收天线的天线设定(即接 收波束方向)与通信设备2的接收功率之间的关系的数据串。下述处理与 以上所述的在步骤S106-2中执行的确定通信设备1的发送天线设定候选的 流程类似。然而，在此过程中，使用了通过扫描接收天线的接收波束方向 获得的训练信号接收结果(S104-2)。因此，与从执行波束扫描的天线发 送训练信号的情况不同，不需要发送关于天线设定和波束方向的信息。另 外，用于执行波束检测的关于波束方向的信息是到达角度。

在步骤S106-1中通过使用在步骤S105-1中获得的训练信号接收结果 来确定通信设备1的接收天线设定候选的流程与上述步骤S106-2中执行的 类似，因此省略对其的说明。即，步骤S106-1中的流程可通过在交换通信 设备1和通信设备2的角色的状态中执行步骤S106-2中的上述流程来执 行。

通过上述处理，确定了四个天线(通信设备1和2的每一个的发送天 线和接收天线)的四个天线设定候选。接下来，通信设备1和通信设备2 发送和接收执行所确定的天线设定候选之间的循环制训练所必需的信息。 即，在步骤S107中，通信设备2的发送天线设定候选和通信设备1的接 收天线设定候选的总数被从通信设备1发送到通信设备2。类似地，在步 骤S108中，通信设备1的发送天线设定候选和通信设备2的接收天线设 定候选的总数被从通信设备2发送到通信设备1。然而，当用来执行循环 制训练的天线设定候选的总数是预先确定的时，则不需要传送天线设定候 选的总数。另外，例如，天线设定的标识号码如图16中所示可用作关于 发送天线设定候选的信息。此表格示出了检测到四个天线设定的示例。这 四个天线设定例如可如此表格中所示按照训练信号的接收功率的降序排 列。

在步骤S109中，在通信设备1的发送天线设定候选和通信设备2的 接收天线设定候选之间执行循环制训练。类似地，在步骤S110中，在通 信设备2的发送天线设定候选和通信设备1的接收天线设定候选之间执行 循环制训练。这些循环制训练的流程的细节在下文中说明。通过执行这些 训练，找到了天线设定候选之间的适当组合(即天线设定对)，并且它们 被按其通信质量的降序(例如接收功率的降序)排列。所获得的根据通信 质量排列的天线设定对的数据串被称为“天线设定对列表”。注意，根据 除通信质量以外的参数排列该列表的其他情况也包括在本发明的范围中。 图17示出了天线设定对列表的示例。

在步骤S111中，在步骤S110中获得的通信设备1的接收天线和通信 设备2的发送天线的天线设定对列表被从通信设备1发送到通信设备2。 类似地，在步骤S112中，在步骤S109中获得的通信设备1的发送天线的 和通信设备2的接收天线的天线设定对列表被从通信设备2发送到通信设 备1。然而，在步骤S111中发送的信息只需要包括关于通信设备2的发送 天线设定的信息。因此，在图17所示的信息项之中，可以省略关于通信 设备1的接收天线设定的信息项以便减少要传送的信息的量。类似地，在 步骤S112中发送的信息只需要包括关于通信设备1的发送天线设定的信 息。因此，可以省略关于通信设备2的接收天线设定的信息项。接收到的 天线设定对列表被全部或部分存储在相应的存储电路408和508中。

通信设备1和2各自通过上述方法从存储电路408或508中存储的天 线设定对中选择相同排名的天线设定，并且重新开始通信(图5中的S14 和S15)。例如，在步骤S113中，要使用的天线设定的排名可被从通信设 备1发送到通信设备2。在此步骤中发送的天线设定排名可以是通信设备 1的发送天线和通信设备2的接收天线的排名和通信设备2的发送天线和 通信设备1的接收天线的排名的两者或任一者。另外，虽然在图中省略 了，但这些排名的两者或任一者可被从通信设备2发送到通信设备1。另 外，当预先确定了用于通信的天线设定排名的顺序时，可以省略对要使用 的天线设定的排名的传送。通信设备1和通信设备2根据所发送/接收的天 线设定对排名来设定天线设定电路404、410、510和504(S114)并且重 新开始通信(S115)。

当使用所选排名的天线设定对的通信劣化并且在步骤S116和S117中 检测到该劣化时，通信设备1和2从存储电路408和508中存储的天线设 定中选择相同排名的另一天线设定对(图5中的S16)。然后，如果必 要，它们核查通信质量(图5中的S17)，并且当通信质量令人满意时， 采用该天线设定对从而重新开始通信(S118至S119)。步骤S118和S119 对应于图5的转变图中的从状态S15到S16的转变、从状态S16到S17的 转变以及从状态S17到S15的转变。在上述处理中，希望例如按天线设定 对的存储顺序，即按在循环制训练中测量通信质量(例如接收功率)的顺 序，来选择天线设定对。注意，图1B中所示的步骤S116至S119示出了 在通信设备1在发送并且通信设备2在接收的状态中通信质量劣化的情 况。另一方面，如果在通信设备2在发送并且通信设备1在接收的状态中 通信质量劣化，则可以在交换通信设备1和2的角色的状态中执行类似的 处理。另外，例如，当在通信设备1在发送并且通信设备2在接收的状态 中通信质量劣化时，可以只用新天线设定对替换通信设备1的发送天线和 通信设备2的接收天线的天线设定对。或者，也可以同时用新的天线设定 对替换通信设备1的接收天线和通信设备2的发送天线的天线设定对。

接下来，更详细地说明以上参考图1A和1B中所示的简化序列图说明 的操作。图18A至18C是更详细地示出图1所示的简化序列图中所示的从 训练开始(S101)到通信开始(S115)的流程的序列图。以下说明在图 1A和1B中简化了的部分的操作。

步骤S602至S605更详细地示出了在图1A所示的步骤S102中执行的 流程的示例。首先，通信设备2利用用于训练的值，即在此示例中用于生 成全向或准全向图案的值，来设定接收天线设定(S602-2)。通信设备1 在改变发送天线设定(S603-1)的同时反复发送训练信号(S604-1)，直 到所有预定的天线设定中的信号发送都已完成为止(S605-1)。在此过程 中，发送与各个天线设定相对应的标识号码或等同的信息。通信设备2接 收训练信号和天线设定标识号码(S604-2)。

步骤S606至S609更详细示出了图1A所示的步骤S103中执行的流程 的示例。这些操作与上述步骤S602至S605中的那些类似，只不过交换了 通信设备1和2的角色，因此省略对其的说明。

步骤S610至S613更详细示出了图1A所示的步骤S104中执行的流程 的示例。首先，通信设备1利用用于训练的值，即在此示例中用于生成全 向或准全向图案的值，来设定发送天线设定(S610-1)，并且发出训练信 号(S612-1)。通信设备2在改变接收天线设定(S611-2)的同时反复接 收训练信号(S612-2)，直到所有预定的天线设定中的信号接收都已完成 为止(S613-2)。

步骤S614至S617更详细示出了图1A所示的步骤S105中执行的流程 的示例。这些操作与上述步骤S610至S613中的那些类似，只不过交换了 通信设备1和2的角色，因此省略对其的说明。步骤S620-1、S620-2、 S621-1和S621-2对应于图1A中所示的步骤S107-1、S107-2、S108-1和 S108-2。

步骤S622至S626更详细示出了图1B所示的步骤S109中执行的流程 的示例。在这些步骤中，在在步骤S618-2中通过使用在步骤S602至S605 中获得的训练信号接收结果确定的通信设备1的发送天线设定候选和在步 骤S619-2中通过使用在步骤S610至S613中获得的训练信号接收结果确定 的通信设备2的接收天线设定候选之间执行循环制训练(通信质量测 试)。

首先，通信设备1设定发送天线设定候选之中的第一天线设定(例如 图17中的天线设定标识号码14)并且发送训练信号(S624-1)。通信设 备2在将接收天线设定顺次设定为在步骤S619-2中确定的天线设定候选 (例如图17中的天线设定标识号码16、10、2和7)的每一个(S623-2) 的同时反复接收训练信号(S624-2)，直到所有天线设定候选中的信号接 收都已完成为止(S625-2)。重复上述流程，直到对于在步骤S618-2中确 定的通信设备1的所有发送天线设定候选(例如图17中的天线设定标识 号码14、20、6和26)都完成了该流程为止(S626-1)。

步骤S627至S632更详细示出了图1B所示的步骤S110中执行的流程 的示例。在这些步骤中，在在步骤S618-1中通过使用在步骤S606至S609 中获得的训练信号接收结果确定的通信设备2的发送天线设定候选和在步 骤S619-1中通过使用在步骤S614至S617中获得的训练信号接收结果确定 的通信设备1的接收天线设定候选之间执行循环制训练(通信质量测 试)。这些操作与上述步骤S622至S626中的类似，只不过交换了通信设 备1和通信设备2的角色，因此省略对其的说明。

以下说明在步骤S622-S626和S627至S632中对于发送和接收天线的 所有天线设定候选的组合执行循环制训练(即通信质量测试)的目的。

假定在步骤S602至S621中能够以高精确度执行确定四个天线(通信 设备1和通信设备2中的每一个的发送天线和接收天线)的天线设定候选 的处理的情况。假定图11和12中所示的传播环境。由于在这些图的每一 幅中示出的四个信号在相反的方向上传播经过相同的路径，所以传播损耗 基本上相同，并且信号之间的接收功率的关系得到保持。因此，假定在检 测和确定天线设定候选的过程中没有发生误差，那么可以通过按接收功率 的降序将通信设备1的发送天线设定候选与通信设备2的接收天线设定候 选相组合来获得可用于通信的天线设定对。

然而，当准全向图案的精确度较差时，即当存在依从于辐射方向的天 线增益的变动时或者当发生其他测量误差时，在天线设定候选的组合中可 能发生误差。注意，误差意味着与不同传播路径相对应的天线设定候选被 组合。发生这种误差的概率依从于传播环境并且依从于上述天线特性。例 如，当两个或更多个传播路径的传播损耗彼此接近时，误差的概率可增 大。另外，即使在适当地进行了天线设定候选的组合时，也有可能没有根 据接收功率适当地排列天线设定对。

通过对发送和接收天线的所有天线设定候选的组合执行循环制训练 (通信质量测试)，可以避免像这样的问题。另外，一般地，所检测和确 定的天线设定候选的数目被预先减小到与在步骤S602至S621中执行的波 束方向扫描的天线设定数目的数目相比足够小的数目。因此，即使当执行 循环制训练时，也不会引起总训练时间的任何大幅增长。

然而，为了进一步减短处理时间，可以如下所示那样修改对于所有天 线设定候选的组合测量通信质量的上述流程。首先，根据在确定天线设定 候选时测量的接收功率(或其他通信质量)来确定天线设定对。例如，通 过将接收功率最高的通信设备1的发送天线设定候选与接收功率最高的通 信设备2的接收天线设定候选相组合来确定天线设定对。对于这样形成的 多个天线设定对执行通信质量测试，并且只取消不满足预定的通信质量标 题的(一个或多个)天线设定对。然后，对于由于其通信质量低于通信质 量标准而被取消的天线设定候选，通过对所有组合执行通信质量测试来执 行对新天线设定对的搜索。此后，可以基于上述两组通信质量测试再次确 定天线设定对的优先顺序。通过采用像这样的方法，在基于在确定天线设 定候选时获得的测量结果确定的天线设定对之中，可用的天线设定对可被 从要被执行基于循环制的通信质量测量以便找出新组合的天线设定对中排 除，从而使得可以减短处理时间。当例如天线设定候选的数目较大时，像 这样的流程是有效的。

接下来，参考图19来说明当比如通信断开之类的通信质量劣化发生 时执行的操作。图19是示出在从图5的状态S15到S17的转变过程中收 发机400和500的操作的序列图。注意，在以下说明中，说明收发机400 (图19中的通信设备1)被操作用于发送并且收发机500(图19中的通 信设备2)被操作用于接收的情况。

当发生比如通信断开之类的问题时，正执行接收操作的收发机500检 测通信质量的劣化(S702-2)，并且将该劣化通知给收发机400(S703- 2)。收发机400接收来自收发机500的通信质量劣化通知。或者，收发 机400基于以下事实认识到通信断开(或通信状态的劣化)：没有接收到 在正常通信情况下成功数据接收时本该从收发机500发送来的ACK信 号。此时，收发机400和500从其自己的数据库(即天线设定对列表)中 获得其各自的下一天线设定候选(S704-1和S704-2)。

在步骤S705-1中，收发机400利用下一天线设定候选设定天线设定电 路404。类似地，在步骤S705-2中，收发机500利用下一天线设定候选设 定天线设定电路510。此后，收发机400和500重新开始通信(S706-1和 S706-2)。在通信重新开始之后，收发机500核查通信质量(S707-2)。 当通信质量令人满意时，通信继续，而当其不令人满意时，收发机500发 送天线设定改变通知(S708-2)。收发机400继续通信，不作任何改变， 除非其接收到天线设定改变通知或者不能接收到来自收发机500的ACK 信号(S709-1)。如果不是这样，那么只要还有另一天线设定候选，收发 机400和500就利用下一天线设定对候选尝试通信(S710-1和S710-2)。 如果利用存储电路408和508中存储的任何天线设定对候选都无法改善通 信质量并且没有剩余的候选，则收发机400和500返回训练。

此示例性实施例中的上述流程只是示例。例如，在这些步骤的顺序、 执行各种处理和计算的通信设备、所发送和接收的信息的内容等等方面是 有灵活性的。因此，这些事项中的任何一项不同于以上示例性实施例中所 示的那些的各种情况也都包括在本发明的范围中。另外，在说明中，为了 方便起见，两个或更多个处理的一组有时被作为一个步骤来处理，例如就 像图1A中所示的步骤S104-1的情况中那样。像这样构成步骤的处理的顺 序在步骤之间可交换。例如，构成图1A中所示的步骤S104的每个处理与 构成步骤S105的每个处理在时间上交换这样的情况也包括在本发明的范 围中。

根据此示例性实施例，在比如通信断开之类的通信质量的劣化发生 时，可以通过选择预先生成的另一天线设定对候选来没有延迟地重新开始 通信。换言之，在此示例性实施例中，不必每当发生通信质量的劣化就执 行训练，执行训练，从而可以在短时间中确定新的天线设定。此示例性实 施例中的训练时间依从于在步骤S602至S621中执行的波束方向扫描的天 线设定的数目可以变得更长。然而，总地来说，训练是在通信开始之前执 行的。因此，与在通信断开之后恢复通信时可接受的时间相比，花更长的 时间来进行训练是可接受的。因此，不会引起任何严重的问题。

另外，在此示例性实施例中，作为用于确定天线设定对的流程，示出 了对于天线设定候选的所有组合执行循环制通信质量测量并且基于测量结 果确定天线设定对的具体示例。如上所述，当准全向图案的精确度较差 时，即当存在依从于辐射方向的天线增益的变动时，或者当存在其他测量 误差时，有可能在天线设定候选的组合中发生误差。为了应对此问题，执 行天线设定候选之间的循环制训练，使得即使在准全向图案的精确度较差 或者在检测和确定天线设定候选的过程中存在其他测量误差时也可以获得 适当组合并且适当排列的天线设定对。

以下是对此方法当用在室内中时对于高于或等于大约10GHz并且具 有较高的直线传播性的毫米波或微波有效的原因的补充说明。可用于无线 电通信的传播路径是有限的。即，只有直接波和来自诸如墙壁、窗户和家 具之类的特定物体的反射波可被使用。因此，对于各个传播路径应当发射 波(信号)的角度或者应当接收波(信号)的角度在波(信号)与波(信 号)之间是大不相同的。同时，当使用比如2.4GHz微波这样的具有较低 的直线传播性的传播路径时，必须考虑由多重散射和衍射导致的影响。因 此，一般不使用指向性天线。因此，在使用具有高于或等于约10GHz的 微波和毫米波的通信和使用大约2.4GHz的微波的通信之间，情形是不同 的。应当注意，有为了即使在使用2.4GHz微波的通信的领域中也消除干 扰的目的而开发具有指向性的适应性天线的一些示例。然而，即使当使用 适应型指向性天线时，在2.4GHz频带中的直接波的角度或接近直接波的 角度上确保令人满意的通信质量也是相对容易的，因为在2.4GHz频带中 可以预期衍射影响。

在毫米波段中使用波束形成的室内通信中，必须考虑到以下属性。如 上所述，除了直接波以外的反射波的数目是有限的。另外，即使特定的直 接波或反射波被障碍物(例如人体)所阻挡，在被阻挡的特定波和其他波 之间也没有关联。因此，如利用此示例性实施例所述，在毫米波通信系统 中，在在具有最佳通信状况的波束方向上执行通信的同时可以确保预备波 束方向。同时，当频率低于大约10GHz时，多重反射和衍射对通信质量 的贡献较大。因此，即使使用指向性天线，预备波束方向的传播状态也依 从于障碍物的有/无而变动。即，很有可能，在没有障碍物存在时具有令人 满意的质量的预备波束方向的接收信号状态由于障碍物的存在而变化了。 因此，在2.4GHz微波通信等等中难以获得本发明的有利效果。

另外，在毫米波通信中，局部反射有时可产生传播路径。图25A和 25B示出了这种情形的一方面。在图25A中，存在收发机81和接收机 82，并且假定在波束形成中存在包括直接波A、局部反射波B和传播经过 长路径的反射波C的传播路径。有可能直接波A和局部反射波B同时例 如被人体阻挡。为了应对此问题，专利文献1公开了一种技术，用于对于 与已经被赋予优先级的另一波束方向接近的波束方向，不给予优先级或给 予较低的优先级。虽然在以上说明中至此已描述了按接收功率(或其他通 信质量)的顺序向天线设定对赋予优先顺序的示例，但在赋予优先顺序 时，除了基于接收功率的标准以外，还可以考虑波束候选(天线设定候 选)之间的角度关系。由于在此示例性实施例中已经获得了关于各个通信 设备中的波束候选之间的角度关系的信息，所以可以执行像这样的优先顺 序赋予。

在以上说明中，全向图案或准全向图案在一些步骤中被用作通信设备 的天线的辐射图案。然而，当难以生成全向或准全向图案时，其他固定的 波束图案也可用作替代。然而，优选使用在足够宽的角度范围上具有天线 增益的辐射图案。如果天线的辐射图案是预先已知的，那么可以添加从图 1A所示的步骤S102至S105中获得的接收数据中消除固定波束图案的天 线增益的方向依从性引起的影响的处理。另外，如果必要，可以在通信设 备之间传送描述固定波束图案的天线增益的方向依从性的数据串。

在以上说明中，说明了两个通信设备之间的波束形成。这种操作经常 是在包括三个或更多个通信设备的系统中的两个通信设备之间执行的。一 般地，在系统中存在被称为“微微网协调者”(Piconet coordinator)或 “接入点”的具有特殊权威的通信设备。关于三个或更多个通信设备之中 的哪两个通信设备在其间执行波束形成操作的决定通常是按照来自这个被 称为“微微网协调者”或“接入点”的通信设备的指令作出的。微微网协 调者或接入点可接收来自其他一般通信设备的请求并且发出这些指令。

另外，在此示例性实施例中，交换两个通信设备的角色，然后在其间 执行类似的处理。关于两个通信设备中的哪个在另一通信设备之前执行哪 个角色的决定也可按照来自被称为“微微网协调者”或“接入点”的通信 设备的指令作出。

另外，虽然在以上说明中使用了诸如“操作一通信设备用于接收”和 “生成全向(无指向性)或准全向(准无指向性)图案”之类的表述，但 这些处理一般可根据预先包含到收发机400和500的处理/运算电路406和 506等中的程序来执行。

<第二示例性实施例>

参考图6所示的转变图来说明根据本发明的第二示例性实施例。注 意，根据此示例性实施例的无线电通信系统的配置可以与图3中所示的第 一示例性实施例的类似。图6中的状态S11至S17中的每一个及其间的转 变条件与以上对于第一示例性实施例描述的图5中所示的被赋予相同标号 的状态及其转变条件类似。因此，省略对状态S11至S17的详细说明。

在图6的状态S18中，状态从执行通信的状态(S15)变化，并且执 行额外的训练。额外的训练可周期性地执行或在没有数据要发送或接收的 空闲时间期间适当地执行。

在状态S18中，处理/运算电路406和506再次计算天线设定对候选。 处理/运算电路406和506利用通过再计算获得的天线设定对更新存储电路 408和508中存储的天线设定对列表(S19)。

在此示例性实施例中，通过额外训练周期性地或适当地检查预备波束 方向(天线设定)的状况，并从而更新天线设定对列表。这样，根据此示 例性实施例的无线电通信系统可保持时常更新到最新状态的天线设定对列 表。注意，额外训练(S18)可被分割并且在通信的间隔期间执行。这 样，则可以不需要长时间暂停通信。另外，当通信断开或者通信质量劣化 时，希望在极短时间中恢复通信。然而，由于此额外训练不需要立即执 行，所以对于训练时间没有施加很强的限制。

另外，由于此额外训练与初始训练相比经常需要较低的即时性，所以 通过改变天线设定执行的波束方向扫描可以以更高的角度分辨率执行。这 样，可以找到使得可以实现更好的通信质量的天线设定对。

另外，额外训练中的波束方向扫描可在如下条件下执行：即，使得扫 描范围限于与在初始训练中获得的每个天线设定对相对应的波束方向和其 周围的范围。这样，可以在更短的时间中执行对使得可以实现更好的通信 质量的天线设定对的搜索。

注意，在上述额外训练中，执行了从确定天线设定候选到创建天线设 定对列表的流程，即整个训练流程(与S12和S13相对应的部分)。然 而，可以采用另一形式的操作，其中，对于在状态S13中获得的天线设定 对的全部或其中的一些执行通信质量测试，并且基于其结果执行对天线设 定对列表的更新(即对天线设定对列表中包括的天线设定对的重排列，或 者对一些天线设定对的删除)。或者，也可以采用另一种形式的操作，其 中，对于在状态S12中确定的天线设定候选的全部或其中的一些执行通信 设备之间的循环制通信质量测试(对应于图1B中的S109和S110)并且 基于其结果执行对天线设定对列表的更新。

另外，通过执行额外训练获得的天线设定对列表的更新结果可立即反 映在当前用于通信的天线设定对上，或者可在状态由于通信质量的劣化而 从状态S15变到状态S16时反映。

<第三示例性实施例>

参考图7中所示的转变图说明根据本发明的第三示例性实施例。注 意，根据此示例性实施例的无线电通信系统的配置可与图3中所示的第一 示例性实施例的类似。另外，图7中的状态S11至S17中的每一个及其间 的转变条件(除了S16和S17之间的转变以外)与以上对于第一示例性实 施例描述的图5中所示的被赋予相同标号的状态及其转变条件类似。因 此，省略对状态S11至S17的详细说明。

在此示例性实施例中，当发生比如通信断开这样的通信质量的劣化 时，选择天线设定对列表上列出的下一天线设定对候选(S16)并且在该 状态中进行微调整(S20)。微调整指的是用于在不花费太多时间的情况 下搜索最优波束(天线设定)的方法。具体而言，可通过略微地改变天线 设定并从而改变波束方向以便获得更好的通信质量来执行微调整。另外， 可以应用比如专利文献4中公开的“波束跟踪”之类的简化波束搜索流 程。另外，可以在与新选择的天线设定对相对应的波束方向上及其周围以 比初始训练中更高的角度分辨率执行与初始训练类似的处理。

例如，在如对于第一示例性实施例详细描述的那样天线设定对被按其 相应接收功率的降序从一个天线设定对转移到另一个的情况下，有可能接 收功率逐渐变小并且精确度逐渐劣化。从而，此示例性实施例提供了有利 效果，即，在发生遮蔽并且接收功率从而变弱的状态中，例如通过对接收 操作执行增益调整并且在最优状态中执行微调整，可以找到能够以高精确 度执行稳定传送的天线设定对。

<第四示例性实施例>

参考图8中所示的转变图说明根据本发明的第四示例性实施例。注 意，根据此示例性实施例的无线电通信系统的配置可与图3中所示的第一 示例性实施例的类似。另外，图8中的状态S11至S17中的每一个及其间 的转变条件(除了S13和S14之间的转变以外)与以上对于第一示例性实 施例描述的图5中所示的被赋予相同标号的状态及其转变条件类似。因 此，省略对状态S11至S17的详细说明。

在此示例性实施例中，在在状态S13中获得天线设定对列表之后，在 通信开始前对于列表中包括的天线设定对中的全部或一些进行微调整 (S21)。微调整指的是例如以比在状态S12中执行的训练更高的角度分 辨率在与列表中包括的天线设定对相对应的波束方向上及其周围对天线设 定执行的调整。然后，从已被执行微调整的天线设定对列表中选择天线设 定对(S14)，并且开始通信(S15)。

根据此示例性实施例，当通过使用天线设定对列表中包括的天线设定 对之一执行通信时，可以改善收发机400和500之间的通信质量。另外， 由于在通信开始前进行微调整，所以与在由于发生通信断开而改变天线设 定对时进行微调整的情况相比可以缩短通信断开时间。

<第五示例性实施例>

参考图9中所示的转变图说明根据本发明的第五示例性实施例。注 意，根据此示例性实施例的无线电通信系统的配置可与图3中所示的第一 示例性实施例的类似。另外，图9中的状态S11至S17中的每一个及其间 的转变条件(除了S13和S14之间以及S16和S17之间的转变以外)与以 上对于第一示例性实施例描述的图5中所示的被赋予相同标号的状态及其 转变条件类似。因此，省略对状态S11至S17的详细说明。

可同时应用在以上说明的第二至第四示例性实施例中添加到第一示例 性实施例的流程中的两个或更多个。此示例性实施例是同时包含所有流程 (S18和S19、S20和S22)的示例。

<第六示例性实施例>

参考图10中所示的转变图说明根据本发明的第六示例性实施例。注 意，根据此示例性实施例的无线电通信系统的配置可与图3中所示的第一 示例性实施例的类似。另外，图10中的状态S11至S15中的每一个及其 间的转变条件(除了S15和S11之间的转变以外)与以上对于第一示例性 实施例描述的图5中所示的被赋予相同标号的状态及其转变条件类似。因 此，省略对状态S11至S15的详细说明。

在第一至第五示例性实施例中，当在通信期间发生通信断开或通信质 量劣化时(S15)，从天线设定对列表中选择另一天线设定对(S16)；如 果必要，进行微调整(S20)；并且在核查通信质量之后(S17)，重新开 始通信(S15)。然而，如在此示例性实施例中描述的，可按如下方式修 改该流程：从天线设定对列表中选择一个天线设定对(S14)，并且当在 通信期间发生通信断开或通信质量劣化时(S15)，再次执行训练 (S12)。在状态S14中，当从天线设定对列表中选择一个天线设定对时 (S14)，希望选择如下天线设定对：对于该天线设定对，在状态S12和 S13中的训练中测量的接收功率(或其他通信质量指标)是最高的。

在此示例性实施例中，不可能获得当发生通信断开或通信质量劣化时 通过改变天线设定对迅速重新开始通信的有利效果，该有利效果是通过预 先存储预备天线设定对来实现的。然而，如第一示例性实施例中所述，本 发明可提供另一有利效果，即，即使当准全向图案的精确度较差或者当在 检测和确定天线设定候选的过程中存在其他测量误差时，也可以获得适当 组合并且适当排列的天线设定对。因此，即使当像此示例性实施例的情况 中那样不使用存储的预备天线设定对时，本发明也是有效的。

<第七示例性实施例>

参考图20A和20B中所示的序列图来说明根据本发明的第七示例性实 施例。此序列图是图18A和18B中所示那个的修改版。因此，当图20B 中所示的处理完成时，可以执行图18C中所示的处理。

在第一示例性实施例中，在为每个天线确定天线设定候选的过程(图 1A中的S102至S105以及图18A和18B中的S602至S617)中使用准全 向图案。然而，依从于诸如所使用的天线的类型和结构以及所使用的频率 带之类的条件，存在难以在整个期望的角度范围上实现准全向图案的情 况。在这种情况下，在图1A中所示的步骤S102-2、S103-1、S104-1和 S105-2的全部或一些中，可将准全向图案分割成适当数目的角度范围，并 且对于每个分割出的角度范围可反复执行步骤S102-2、S103-1、S104-1和 S105-2的全部或一些。

图20A和20B中所示的序列图是图1A中所示的步骤S104和S105被 各自分割成两个片段的示例。与图18A和18B相比，添加了步骤S639至 S642和S643至S646。通信设备1的发送天线的期望角度范围由分别在步 骤S610-1和S639-1中设定的两个准全向图案覆盖。当在步骤S619-2中确 定通信设备2的接收天线设定候选时，可以使用在步骤S612-2和步骤 S641-2中获得的接收信号数据两者。类似地，通信设备2的发送天线的期 望角度范围由分别在步骤S614-2和S643-2中设定的两个准全向图案覆 盖。当在步骤S619-1中确定通信设备1的接收天线设定候选时，可以使用 在步骤S616-1和步骤S645-1中获得的接收信号数据两者。

上述“期望角度范围”例如指的是包括用于通信的所有传播路径的角 度范围(方向范围)。非专利文献5公开了一种以像这样的方式利用多个 准全向图案覆盖必要的角度范围的方法。

<第八示例性实施例>

参考图21A和21B中所示的序列图来说明根据本发明的第八示例性实 施例。此序列图是图18A和18B中所示那个的修改版。当图21B中所示 的处理完成时，可以执行图18C中所示的处理。

如第一示例性实施例末尾处所述，当本发明被付诸实践时，在这些步 骤的顺序、执行各种处理和计算的通信设备、所发送和接收的信息的内容 等等方面有各种灵活性。此示例性实施例示出了这种修改的示例。以下沿 着图21A和21B所示的序列图说明操作。

首先，通信设备2利用用于训练的值，即在此示例中用于生成准全向 图案的值，来设定接收天线设定(S602-2)。通信设备1在改变发送天线 设定(S603-1)的同时反复发送训练信号(S604-1)，直到所有预定的天 线设定中的信号发送都已完成为止(S605-1)。通信设备2接收训练信号 (S604-2)。

接下来，通信设备2把在步骤S604-2中接收的测量数据反馈给通信设 备1(S647-2)。通信设备1接收此测量数据(S647-1)并且通过使用此 测量数据来确定其自己的发送天线设定候选。

在步骤S606至S650中，在交换通信设备1和2的角色的状态中执行 上述步骤(S602至S648)的流程。

步骤S610至S613与第一示例性实施例中的那些(图18B)完全相 同。然而，在此示例性实施例中，通信设备2在步骤S610至S613之后立 即执行利用在步骤S612-2中接收的测量数据确定其自己的接收天线设定候 选的处理(S651-2)。

在步骤S614至S619中，在交换通信设备2的角色的状态中执行上述 步骤(S610至S651)的流程。

在此示例性实施例中，在步骤S652和S653中要发送和接收的信息的 内容也与第一示例性实施例中的不同。在此示例性实施例中，对天线设定 候选的确定是由安装了各个天线的通信设备自己执行的。因此，像图16 中执行的那样的天线设定候选的发送和接收就不必要了。然而，每个通信 设备必须把其自己的天线设定候选的总数通知给另一通信设备，以便可以 执行天线设定候选之间的循环制训练。即，在步骤S652中，通信设备1 向通信设备2发送其自己的发送天线设定候选的总数和其自己的接收天线 设定候选的总数。另一方面，在步骤S653中，通信设备2向通信设备1 发送其自己的发送天线设定候选的总数和其自己的接收天线设定候选的总 数。

<第九示例性实施例>

参考图22C中所示的序列图来说明根据本发明的第九示例性实施例。 此序列图是图18C中所示那个的修改版。因此，图22C中所示的处理可在 图18A和18B、图20A和20B或图21A和22B中所示的处理完成之后执 行。

在第一示例性实施例中，通信设备1的发送天线设定候选和通信设备 2的接收天线设定候选之间的循环制通信质量测试(图18C中的S622至 S627)是如下执行的。即，对于所有发送天线设定候选重复如下处理：将 一个发送天线设定候选顺次与各个接收天线设定候选相组合并且对于每个 组合执行测量(训练信号的发送和接收)。与此不同，在此示例性实施例 中，对于所有接收天线设定候选重复将一个接收天线设定候选顺次与各个 发送天线设定候选相组合并且对于每个组合执行测量的处理(图22C中的 S654至S658)。通信设备1的接收天线设定候选和通信设备2的发送天 线的那些之间的循环制通信质量测试(图22C中的S660至S632)也以类 似的方式执行。

<第十示例性实施例>

参考图23B中所示的序列图来说明根据本发明的第十示例性实施例。 此序列图是图18B和18C中所示那个的修改版。因此，图23B中所示的下 述处理可在图18A中所示的处理完成之后执行。

在图18中所示的第一示例性实施例中的步骤S622和S623中，在通 信设备1的发送天线设定候选和通信设备2的接收天线设定候选之间以及 通信设备1的接收天线设定候选和通信设备2的发送天线设定候选之间执 行循环制通信质量测试。如第一示例性实施例中所述，执行此流程是为了 在检测和确定天线设定候选的过程中，即使当准全向图案的精确度较差 时、当存在其他测量误差时或者即使当存在具有相似传播损耗(或其他通 信质量)的两个或更多个传播路径时，也获得适当组合且适当排列的天线 设定对。然而，当可以形成良好的准全向图案时，当其他测量误差足够小 时，或者当不存在任何两个具有相似传播损耗(或其他通信质量)的传播 路径时，可以省略天线设定对之间的这些循环制通信质量测试。即，可以 通过组合在确定天线设定候选时测量的接收功率(或其他通信质量)排名 在彼此相同的位置的天线设定候选来形成每个天线设定对。

通过与第一示例性实施例中类似的流程，在步骤S619之前以及步骤 S619中确定每个天线的天线设定候选(S618和S619)。由于在此示例性 实施例中不执行循环制通信质量测试，所以不需要传送天线设定候选的数 目。因此，在步骤S665中，只有通信设备2的发送天线设定候选被从通 信设备1发送到通信设备2。类似地，在步骤S666中，只有通信设备1的 发送天线设定候选被从通信设备2发送到通信设备1。然后，通信设备1 把天线设定对号码通知给通信设备2(S636)，并且通信设备1和2执行 天线设定(S637)并开始通信(S638)。步骤S636中天线设定对号码的 递送可从通信设备2到通信设备1执行。或者，当预先确定了要用于通信 的天线设定对号码的顺序时，可以省略此递送。

注意，当像此示例性实施例的情况中那样省略天线设定候选之间的循 环制通信质量测试时，不可能完全消除在天线设定的组合或顺序中发生误 差的可能性。然而，即使在天线设定的组合或顺序中发生误差，也决不会 引起任何致命影响，比如长时间的通信断开和完全的通信停止。这是因 为，由于例如在图5中的状态S17中核查通信质量，所以当发生上述组合 误差时，状态变到状态S16并且再次选择天线设定对。然而，当频繁地发 生这种误差时，希望像第一示例性实施例中所述那样应用包括天线设定候 选之间的循环制通信质量测试的流程。

<第十一示例性实施例>

以上说明是在假定在各自配备有具有指向性控制功能的天线的通信设 备之间执行通信的情况下作出的。然而，本发明也可应用到配备有形成固 定波束的天线的通信设备和配备有具有指向性控制功能的天线的通信设备 之间的通信。图24示出了在配备有具有指向性控制功能的天线的通信设 备(通信设备1)和配备有形成固定波束的天线的通信设备(通信设备 2)之间执行波束形成的情况的序列图的示例。

在此示例性实施例中，可以仅为通信设备1的发送和接收天线确定天 线设定候选(S603至S619)。即，不需要执行为形成固定波束的通信设 备2确定天线设定候选的流程。另外，由于不需要确定天线设定对，所以 不执行设定候选之间的循环制质量测试。

注意，在此示例性实施例中，通信设备2通过使用在步骤S604-2中获 得的测量数据来确定通信设备1的发送天线设定候选(S618-2)并将其反 馈给通信设备1(S667)。然而，在步骤S604-2中获得的测量数据可被反 馈给通信设备1，并且通信设备1可自己确定发送天线设定候选。

另外，图24还示出了当通信断开或通信质量劣化发生时在重新开始 通信之前执行的流程(S668至S671)。在此示例性实施例中，预先预备 多个天线设定候选。因此，当检测到通信断开或通信质量劣化时(S668和 S669)，可从该预备列表中选择并设定通信设备1的另一天线设定(S670- 1)，从而可重新开始通信。

<第十二示例性实施例>

第十二示例性实施例的特征在于训练以及天线设定对的获取/设定是以 低速率(窄频带)执行的，并且实际通信是以相对高的速率(宽频带)执 行的。或者，其特征在于训练和天线设定对的获取/设定的一些部分是以低 速率(窄频带)执行的，并且训练和天线设定对的获取/设定的其余部分以 及实际通信是以相对高的速率(宽频带)执行的。其他操作可利用根据第 一至第十一示例性实施例之一的方法来执行。

在毫米波通信中，由于自由空间传播损耗较大，所以预期接收功率较 小。因此，如果在训练中天线被设定为生成全向或准全向图案，则可能实 现不了足够的CNR(载波噪声比)。从而，预期使用具有更好的接收灵敏 度的低速率(窄频带)会提供诸如使得训练成为可能并且改善精确度之类 的有利效果。应当注意，“使用低速率(窄频带)”指的是使用于发送训 练信号的频率带变窄以便使噪声带宽变窄，或者采用具有较小的必要CNR 的调制技术。注意，“采用具有较小的必要CNR的调制技术”换言之指 的是采用星座上的信号点之间的距离较大的调制技术(通常较小的传送速 率)。应当注意，假定在此示例性实施例中使用窄波束宽度。因此，因为 相关带宽较宽，所以无论是以低速率(窄频带)还是以高速率(宽频带) 执行传送，在最优波束组合(天线设定对)上都没有很大差别。

<其他示例性实施例>

在第一至第十二示例性实施例中，示出了收发机400和500中的每一 个都既包括发送天线(405-1至405-M，或505-1至505-K)也包括接收天 线(411-1至411-N，或511-1至511-L)的示例。另外，对于传播路径的 长度与收发机400的发送天线405-1至405-M和接收天线411-1至411-N 之间的距离之间的关系，没有作特别假设。类似地，对于传播路径的长度 与收发机500的发送天线505-1至505-K和接收天线511-1至511-L之间 的距离之间的关系，没有作特别假设。另外，示出了每个收发机的发送天 线和接收天线的配置通常不同的情况。即，示出了如下示例：即，分别执 行(i)用于确定收发机400的发送天线405-1至405-M的天线设定候选的 训练(S102)，(ii)用于确定收发机400的接收天线411-1至411-N的天 线设定候选的训练(S105)，(iii)用于确定收发机500的发送天线505- 1至505-K的天线设定候选的训练(S103)，和(iv)用于确定收发机500 的接收天线511-1至511-L的天线设定候选的训练(S104)。

然而，当收发机400和500中的每一个只具有一个天线阵列，并且该 一个天线阵列通过切换或通过使用类似的方案被既用于发送也用于接收 时，第一至第十二示例性实施例中描述的流程的工作量减为大约一半。因 为可以认为收发机400的发送天线设定候选(发送波束方向)与其自己的 接收天线设定候选(接收波束方向)相同。对于收发机500的发送天线设 定候选(发送波束方向)及其自己的接收天线设定候选(接收波束方向) 也是这样。例如，在图1A中的用于确定天线设定候选的四个步骤S102至 S105之中，可以执行与这些步骤中的仅两个相对应的处理。要执行的两个 步骤的组合可以是步骤S102和S103的组合、步骤S102和S104的组合、 步骤S103和S105的组合以及步骤S104和S105的组合中的任何一个。另 外，至于用于执行天线设定候选之间的循环制通信质量测试的步骤S109 和S110，则可以执行与这些步骤中的仅一个相对应的处理。需要传送的信 息项的类型也减少了。

另外，即使收发机400和500中的每一个既具有发送天线也具有接收 天线，当每个通信设备的发送天线和接收天线之间的距离与传播路径的长 度相比足够小并且每个通信设备的发送天线和接收天线的配置彼此相同 时，第一至第十二示例性实施例中描述的流程的工作量也可按与上述方式 类似的方式被减为大约一半。

顺便说一下，在上述第一至第十二示例性实施例中使用了术语“通信 质量”。通信质量可以是表示通信质量的任何值，例如接收信号电平、信 号噪声比(SNR)、误比特率(BER)、误分组率(PER)和误帧率 (FER)，并且可以使用其中的一个或多个。另外，发送机401或发送机 501的发送数据串中包含的前导中的特定数据串可用于通信质量评估。

另外，上述第一至第十二示例性实施例中在收发机400和500中执行 的用于生成和切换天线设定候选的控制和运算操作可利用诸如(一个或多 个)微处理器之类的计算机执行用于收发机的(一个或多个)程序来实 现。例如，在第一示例性实施例的情况下，这些处理可通过使运行发送/接 收控制程序的计算机执行图18A至18C和图19中的序列图中所示的计算 和发送/接收控制的步骤来实现。类似地，上述第一至第五示例性实施例中 在收发机500中执行的用于生成和切换天线设定候选的控制和运算操作也 可利用诸如(一个或多个)微处理器之类的计算机执行用于收发机控制的 (一个或多个)程序来实现。例如，在第一示例性实施例的情况下，这些 处理可通过使运行收发机控制程序的计算机执行图18A至18C和图19中 的序列图中所示的计算和发送/接收控制的步骤来实现。

另外，除了处理/运算电路406和506以外，发送机电路403和503的 一部分(调制处理等等)、接收机电路409和509的一部分(解调处理等 等)以及控制电路407和507等等的与数字信号处理或设备控制有关的组 件可由诸如(一个或多个)微处理器或(一个或多个)DSP(数字信号处 理器)之类的(一个或多个)计算机来实现。另外，所谓的“软件天线技 术”可应用到收发机400和500。具体而言，天线设定电路404、410、 504和510可由数字滤波器或者诸如(一个或多个)DSP之类的(一个或 多个)计算机构成。

在以上说明中，说明了在两个收发机之间执行通信的情形作为示例。 然而，本发明可应用到三个或更多个收发机执行通信的其他情形。

另外，本发明不限于上述示例性实施例，并且不用说，在不脱离上述 本发明的精神和范围的情况下可作出各种修改。

本申请基于2009年11月4日提交的日本专利申请No.2009-253118并 要求其优先权，这里通过引用将该申请的公开内容全部并入。

标号列表

400、500    收发机

401、801、81、91    发送机

402、502、82、92    接收机

403、503    发送机电路

404    天线设定电路

404-1至404-M、504-1至504-K    AWV(阵列权重向量)控制电 路

405-1至405-M、505-1至505-K    发送辐射元件

406、506    处理/运算电路

407、507    控制电路

408、508    存储电路

409、509    接收机电路

410    天线设定电路

410-1至410-N、510-1至510-L    AWV(阵列权重向量)控制电 路

411-1至411-N、511-1至511-L    接收辐射元件

413、513    控制电路

414    天线设定电路

414-1至414-M    开关

415-1至415-M    发送辐射元件

416    天线设定电路

416-1至416-N    开关

417-1至417-N    接收辐射元件

83    波束图案(图像)

84、85    反射体

86    人体

61    墙壁

62    反射体