JP5580845B2

JP5580845B2 - アンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイント

Info

Publication number: JP5580845B2
Application number: JP2012051433A
Authority: JP
Inventors: 安黄; 凱歌劉; 祥明葉
Original assignee: 光寶電子（廣州）有限公司; 光寶科技股フン有限公司
Priority date: 2012-01-09
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: EP2613404A1; TWI456927B; JP2013143765A; US8767582B2; US20130176870A1; CN104283590A; CN104283590B; TW201330527A

Description

本発明は、アンテナアレイ（antenna array）制御方法に関し、特に好ましいアンテナ放射パターン（antenna radiation pattern）を選択して通信を行うアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイント（access point、アクセスポインターとも言う）に関するものである。

ここ数年、無線通信技術の発展が急速に進んでいる。クライアント端末はワイヤレス・フィディリティー（Wireless Fidelity、ＷｉＦｉ）のホットスポット（hot spot）としてのアクセスポイントと通信を行うことによって、データのシェアやウェブページの閲覧などを行うことができる。クライアント端末は、例えばスマートフォン、タブレットコンピューター、ノートパソコンなどの無線通信機能を有する携帯装置である。アクセスポイントは、例えば、移動基地局としてのスマートフォン、室内アクセスポイント（indoor access point）又は室外アクセスポイント（outdoor access point）などのクライアント端末によるネットワーク接続を許容する通信設備である。

無指向性アンテナ（omni-directional antenna）の放射強度は均一であるため、多くの従来のアクセスポイントは無指向性アンテナを使用して各方向のクライアント端末と通信を行う。しかしながら、無指向性アンテナは、アンテナエネルギー放射（antenna energy radiation）が分散し、実効放射電力（effective radiated power）が低く、カバーレンジ（coverage）が狭いという欠点がある。

一方、指向性アンテナ（directional antenna）は、特定方向へのアンテナ放射強度が強く、カバーレンジが広い。アンテナエネルギー放射効率とカバーレンジを向上するために、多くの従来のアクセスポイントは、複数の指向性アンテナを備えるアンテナアレイを使用して各方向のクライアント端末と通信を行う。しかしながら、このような従来のアクセスポイントは、一般の無線通信伝送において、クライアント端末の具体的な位置を知る必要がある上に、アンテナアレイを介して手動で配置制御を行うことでマッチングした放射パターンでクライアント端末と通信を行うようになっている。

また、多くの従来のアクセスポイントは、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムであり、自ら従来のアンテナアレイ制御方法で好ましい放射パターンを選択して特定方向のクライアント端末と通信を行い、即ちビームフォーミング（beam forming）を行う。しかしながら、従来のアンテナアレイ制御方法は、処理時間が長く、精度が悪いという欠点がある。

多くの従来のアクセスポイントは、複数の指向性アンテナを備えるアンテナアレイを使用して各方向のクライアント端末と通信を行う。しかしながら、このような従来のアクセスポイントは、一般の無線通信伝送において、クライアント端末の具体的な位置を知る必要がある上に、アンテナアレイを介して手動で配置制御を行うことで放射パターンをマッチングしないと、マッチングした放射パターンでクライアント端末と通信を行うことができない。本発明は上記事情を鑑みて、クライアント端末と通信するための好ましい放射パターンを迅速に精度よく自動的に探し出すことができるアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントを提供する。

本発明に係るアンテナアレイ制御方法は、検知周期間隔毎に、少なくとも一つの検知パケット（packet）として少なくとも一つのパケットを選択する工程と、アンテナアレイにおける複数の検知すべき放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して検知パケットを伝送する工程と、全ての検知すべき放射パターンにおけるパケット誤り率（packet error rate）を計算する工程と、アンテナアレイの好ましい放射パターンとして全ての放射パターンのうちパケット誤り率が最も小さい放射パターンを選択する工程と、を含む。

本発明の他の実施例に係るアンテナアレイ制御方法は、アンテナアレイにおける複数の検知すべき放射パターンを検知して検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択することが必要であるか否かを判定する工程と、全ての検知すべき放射パターンを検知することが必要である場合、全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値よりも小さいか否かを判定する工程と、全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値よりも小さい場合、検知パケット伝送数の最小値に対応する検知すべき放射パターンを使用して検知パケットを伝送するようにアンテナアレイを制御する工程と、全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値以上の場合、全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数を減少させ、全ての放射パターンにおけるパケット誤り率が最も小さい放射パターンを使用して検知パケットを伝送すると共に、パケット誤り率が最も小さい放射パターンを好ましい放射パターンとして設定するようにアンテナアレイを制御する工程と、を含む。

本発明に係るアクセスポイントは、アンテナアレイ、放射パターン制御器、ＲＦ回路(radio frequency circuit )及びアンテナアレイ制御方法実行ユニットを含む。放射パターン制御器はアンテナアレイに電気的に接続される。ＲＦ回路はアンテナアレイに電気的に接続される。アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、ＲＦ回路と放射パターン制御器に電気的に接続される。アンテナアレイは複数の放射パターンを有する。放射パターン制御器は、放射パターン選択信号に応じて全ての放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用するようにアンテナアレイを制御する。アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、検知周期間隔毎に、検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択し、アンテナアレイにおける複数の検知すべき放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して検知パケットを伝送し全ての検知すべき放射パターンのパケット誤り率を計算すると共にアンテナアレイの好ましい放射パターンとして全ての放射パターンにおけるパケット誤り率が最も小さい放射パターンを選択するようにアクセスポイントを制御するための放射パターン選択信号を生成する。

本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びアクセスポイントによれば、クライアント端末と通信を行う好ましい放射パターンを迅速に精度よく探し出すことができる。また、従来のアクセスポイントと比べて、本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントは、無線カバーレンジ、データ処理量及びデータ転送レート（data transmission rate）を向上できる。

本発明に係るアクセスポイントのブロック図ある。本発明に係るアンテナアレイ制御方法が検知パケットの伝送ステップを行う流れを示したフローチャートである。本発明に係るアンテナ制御方法が検知パケットの統計ステップを行う流れを示したフローチャートである。本発明の実施例における好ましい放射パターンの受信信号強度の変動程度、検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲についての対照表を示すものである。

本発明に係るアクセスポイントは、アンテナアレイ制御方法を実行することによって、好ましい放射パターンを使用してクライアント端末と通信を行う。アンテナアレイ制御方法は、検知パケットとして伝送すべきパケットを周期的に選択し、検知すべき放射パターンのパケット誤り率を検知し、好ましい放射パターンの受信信号強度の変動程度（受信信号強度の変化率に対応する）を統計することで、検知すべき放射パターンの検知範囲（即ち、検知すべき放射パターンの集合）、検知周期の長さ及びパケット誤り率の統計範囲（即ち、パケット誤り率の総サンプリング数であり、検知パケット伝送数の減少率に対応する）を確定する。

アンテナアレイ制御方法は、伝送過程における統計情報を十分に利用し、例えば検知すべき放射パターンのパケット誤り率及び好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率などの情報を利用することができるため、好ましい放射パターンを探し出す精度が高まり、実行時間を短縮できる。更に、アクセスポイントのデータ処理量を向上できる。以下、アクセスポイントとアンテナアレイ制御方法の実施例を詳しく説明する。

（アクセスポイントの実施例）
図１は、本発明に係るアクセスポイントのブロック図を示すものである。アクセスポイント１は、イーサネット（登録商標）ローカルエリアネットワーク（Ethernet Local Area Network、Ethernet LAN）又はイーサネット（登録商標）広域ネットワーク（Ethernet Wide Area Network、Ethernet WAN）（イーサネット（登録商標）ＬＡＮ／ＷＡＮ）２を介してインターネットサービスプロバイダ（Internet Services Provider、ＩＳＰ）に接続され、クライアント端末（図示せず）はアクセスポイント１と通信を行うことでデータのシェアとウェブページの閲覧などの動作を実行することができる。また、アクセスポイント１は、それぞれのクライアント端末に対して複数の放射パターンから好ましい放射パターンを探し出してその好ましい放射パターンを使用してクライアント端末と通信を行うことができるため、アクセスポイント１はビームフォーミング機能を有するＭＩＭＯシステムであってもよい。例えば、アクセスポイント１は、ビームフォーミング機能を有するＭＩＭＯの室内アクセスポイント又は室外アクセスポイントであってもよい。

アクセスポイント１は、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１、放射パターン制御器１２、アンテナアレイ１３及びＲＦ回路１４を含む。アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は放射パターン制御器１２に電気的に接続される。放射パターン制御器１２はアンテナアレイ１３に電気的に接続される。アンテナアレイ１３はＲＦ回路１４に電気的に接続される。ＲＦ回路１４はアンテナアレイ制御方法実行ユニット１１に電気的に接続される。

アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット１１１、記憶ユニット１１２及びプロセッサ１１３を備える。プロセッサ１１３は、アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット１１１と記憶ユニット１１２に電気的に接続される。

アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット１１１は、アンテナアレイ制御方法に対応する演算法を記憶するためのものであり、例えば不揮発性記憶装置であってもよい。プロセッサ１１３は、アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット１１１に記憶される演算法に応じてアンテナアレイ制御方法を実行し、アンテナアレイ制御方法を実行する際に取得した統計情報（例えば、放射パターンのパケット誤り率、パケット伝送数、各パケットの受信信号強度、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率及びサンプリング数など）を記憶ユニット１１２に伝送して記憶する。記憶ユニット１１２は、不揮発性記憶装置又は揮発性記憶装置であってもよい。

図１の実施例において、アンテナアレイ制御方法はファームウェア又はソフトウェアで実現されるが、これらに限定されるものではない。言い換えれば、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、ハードウェア、ファームウェア又はソフトウェアなどの方式で実現されてもよい。

アンテナアレイ１３は、複数のアンテナを有すると共に、ＲＦ回路１４に切り換えさせるための複数の放射パターンを有する。ＲＦ回路１４は、アンテナアレイ１３における複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用してパケットを送受信する。放射パターン制御器１２は、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１の放射パターン選択信号に応じて、複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを選択するようにアンテナアレイ１３に指示する。

アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、検知周期間隔毎に、検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択し、全ての検知すべき放射パターンのうちの一つの放射パターンで検知パケットの伝送を行う。また、検知パケットとして選択されない他のパケットに対して、好ましい放射パターンを直接に使用してパケットの伝送を行う。また、本実施例において、アンテナアレイ１３は、パケットを受信した放射パターンを、パケットを伝送するための放射パターンとして設定する。

また、多くの転送プロトコル（transfer protocol）において、クライアント端末がパケットを受信した場合、クライアント端末は確認信号（例えばＡＣＫ信号など）をアクセスポイント１に返信し、一方、クライアント端末が所定時間内でまだパケットを受信していない場合、クライアント端末は未確認信号（例えばＮＡＣＫ信号など）をアクセスポイント１に伝送する。これにより、アクセスポイント１は自体から伝送した検知パケットがクライアント端末に正確に伝送したか否かを判定することができ、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は検知すべき放射パターンのパケット誤り率を取得することができる。

具体的に言えば、パケット誤り率の比較可能性（comparability）を増加させるために、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、検知する各放射パターンの検知パケット伝送数を一致させる。アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は検知を行う時、検知パケット伝送数が最も少ない検知すべき放射パターンを選択して検知パケットを伝送する。続いて、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、検知パケット伝送数が最も少ない検知すべき放射パターンに対応する放射パターン選択信号を生成してパターン制御器１２に出力する。これにより、放射パターン制御器１２は、検知パケット伝送数が最も少ない検知すべき放射パターンを選択するようにアンテナアレイ１３を制御する。

全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数が全て検知パケット伝送閾値に等しい場合、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数をリセットし、好ましい放射パターンとして全ての放射パターンからパケット誤り率が最も小さい放射パターンを選択する。続いて、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、好ましい放射パターンに対応する放射パターン選択信号を生成して放射パターン制御器１２に出力する。これにより、放射パターン制御器１２は、好ましい放射パターンを選択するようにアンテナアレイ１３を制御する。

また、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、検知パケット伝送数の減少率に応じて全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数を減少させることによって、全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数をリセットする。

また、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１が直前の好ましい放射パターンを使用して検知パケットを伝送する時、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１はパケットの受信信号強度を統計する。統計した受信信号強度のサンプリング数が十分である場合、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、これらの受信信号強度に応じて好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を計算する。

アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１が検知パケットを伝送する際に直前の好ましい放射パターンを使用しない場合、好ましい放射パターンが変わらないならば、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は現在使用している放射パターンの受信信号強度の変化率を計算する必要がない。一方、好ましい放射パターンが変わった場合、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、先ず、前の好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を計算して検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲を決定し、次に、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率をリセットする。

上述したように、本実施例において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１が実行するアンテナアレイ制御方法は、検知パケット伝送工程と検知パケット統計工程とに主に分けられる。以下、検知パケット伝送工程と検知パケット統計工程について説明する。

（アンテナアレイ制御方法が行う検知パケット伝送工程の実施例）
図１と図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例に係るアンテナアレイ制御方法が検知パケットの伝送工程を行う流れを示したフローチャートである。先ず、ステップＳ２０１において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、伝送対象のパケットの検知を行う必要があるか否かを判定する。検知を行う必要があると判定した場合、ステップＳ２０２を実行する。一方、検知を行う必要がないと判定した場合、ステップＳ２０４を実行する。上述したように、アンテナアレイ制御方法は検知周期間隔毎に検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択して伝送するため、次の検知周期に入るか否かを判定することによって検知を行う必要があるか否かを決定する。

ステップＳ２０４において、検知を行う必要がないため（この場合、パケットは検知パケットとして使用しない）、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、好ましい放射パターンを使用してパケットを伝送するように放射パターン制御器１２によりアンテナアレイ１３を制御する。また、ステップＳ２０４において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、アンテナアレイ１３におけるパケットを受信するための放射パターンを好ましい放射パターンとして設定する。

ステップＳ２０２において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、全ての検知すべき放射パターンにおいて検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値よりも小さいか否かを判定する。検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値よりも小さいと判定した場合、ステップＳ２０３を実行する。一方、検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値に等しいと判定した場合、即ち、全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数が検知パケット伝送閾値に全部等しい場合、ステップＳ２０５を実行する。

ステップＳ２０３において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、検知パケット伝送数の最小値に対応する検知すべき放射パターンを使用して検知パケットを伝送するように、放射パターン制御器１２によりアンテナアレイ１３を制御する。また、ステップＳ２０３において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、アンテナアレイ１３におけるパケットを受信するための放射パターンを、検知パケット伝送数の最小値に対応する検知すべき放射パターンとして設定する。

ステップＳ２０５において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、検知パケット伝送数の減少率に応じて全ての検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数を減少させる。ステップＳ２０６において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、パケット誤り率が最も小さいものに対応する放射パターンを使用して検知パケットを伝送すると共に、好ましい放射パターンを、パケット誤り率が最も小さいものに対応する放射パターンとして更新するように、放射パターン制御器１２によりアンテナアレイ１３を制御する。また、ステップＳ２０６において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、アンテナアレイ１３におけるパケットを受信するための放射パターンを、パケット誤り率が最も小さいものに対応する放射パターンとして設定する。

また、検知すべき放射パターンの検知範囲、検知周期及び検知パケット伝送数の減少率は、好ましいパターンの受信信号強度の変化率により決定される。好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率が小さい場合、検知すべき放射パターンの検知範囲と検知パケット伝送数の減少率が小さく、検知周期が長い。一方、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率が大きい場合、検知すべき放射パターンの検知範囲と検知パケット伝送数の減少率が大きく、検知周期が短い。これにより、アンテナ制御方法の精度を確保でき、実行時間と検知損失を軽減できる。

（アンテナアレイ制御方法が行う検知パケット統計工程の実施例）
図１と図３を参照して説明する。図３は、本実施例に係るアンテナアレイ制御方法が検知パケットの統計工程を行う流れを示したフローチャートである。アクセスポイント１が検知パケットの伝送を行った後、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、更に検知パケットの統計工程を実行することによって、検知すべき放射パターンの検知範囲、検知周期及び検知パケット伝送数の減少率を動的に調整するための好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を取得する。

先ず、ステップＳ３０１において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、伝送対象のパケットが検知パケットであるか否かを判定する。伝送対象のパケットが検知パケットではない場合、ステップＳ３０２を実行する。一方、伝送対象のパケットが検知パケットである場合、ステップＳ３０５を実行する。

ステップＳ３０２において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、パケットの受信信号強度を統計する。ステップＳ３０３において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、受信信号強度のサンプリング数が十分であるか否かを判定する。受信信号強度のサンプリング数が十分である場合、ステップＳ３０４を実行する。一方、受信信号強度のサンプリング数が十分ではない場合、検知パケットの統計工程を終了する。また、ステップＳ３０３において、受信信号強度を統計するための統計周期が到来したか否かを判定することによって、受信信号強度のサンプリング数が十分であるか否かを決定する。

ステップＳ３０４において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を計算して、計算した結果に基づいて検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲を決定する。好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率は、好ましい放射パターンを使用して伝送した複数のパケットの受信信号強度に基づいて取得される。

ステップＳ３０５において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、アンテナアレイがその時に使用する放射パターンのパケット誤り率を更新する。ステップＳ３０６において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、パケット誤り率に応じて全ての放射パターンを順序付ける。

続いて、ステップＳ３０７において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、好ましい放射パターンが変わったか否かを判定し、即ち、パケット誤り率が最も小さい放射パターンが依然として前の好ましい放射パターンであるか否かを判定する。好ましい放射パターンが変わった場合、ステップＳ３０８を実行する。一方、好ましい放射パターンが変わっていない場合、検知パケットの統計工程を終了する。

ステップＳ３０８において、アンテナアレイ制御方法実行ユニット１１は、前の好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を計算して、計算した結果に基づいて検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲を決定する。前の好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率は、前の好ましい放射パターンを使用して伝送した複数のパケットの受信信号強度に基づいて取得される。ステップＳ３０９において、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率をリセットすることによって、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を改めて計算する。

続いて、如何にして検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲を決定するかを説明する。図４は、本発明の実施例における好ましい放射パターンの受信信号強度の変動程度、検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲についての対照表を示すものである。上述したように、好ましい放射パターンの受信信号強度の変動程度は、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率と関連する。

好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率の計算式はＣＲ＝ＰＴ０／２＋（ＣＲ１＋ＣＲ２）／４であり、ＣＲは好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率であり、ＣＲ１とＣＲ２はそれぞれ一回目と二回目の好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率であり、ＰＴ０はＰＴ０＝ｎｕｍ（−ｒ≦ＲＳＳＩ_Ｋ―ＲＡ１≦ｒ）／ＳａｍｐｌｅＮｕｍである。ＳａｍｐｌｅＮｕｍは受信信号強度のサンプリング数であり、ｒは正の整数で、例えば１であり、ＲＡ１は直前の統計周期における受信信号強度の平均値であり、ＲＳＳＩ_Ｋは統計周期における各受信信号強度であり、ｎｕｍ（−ｒ≦ＲＳＳＩ_Ｋ―ＲＡ１≦ｒ）は、統計周期における受信信号強度と直前の統計周期における受信信号強度との平均値の差が―ｒ以上、且つｒ以下であることを表す。簡単に言えば、ＰＴ０は、統計周期における受信信号強度と直前の統計周期における受信信号強度との平均値の差が―ｒ以上、且つｒ以下である数値が受信信号強度のサンプリング数に占める割合を表す。

また、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率の計算式は、異なるニーズに応じて変更できる。言い換えれば、上述した好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率の計算式は上述の式に限定されるものではない。

図４の実施例において、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率がａ％以下であることは、受信信号強度の変動程度が無変動であることを表す。この場合、検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲はそれぞれ１／８、Ｔ及びＰ／８である。ａは例えば５であり、Ｔは標準周期であり、Ｐは全ての放射パターンの総数である。これを例として説明すると、ステップＳ２０２における全ての検知すべき放射パターンの検知パケットの数量は、１／８だけ減じられる（廃棄される）。一方、上記ステップＳ２０２における全ての検知すべき放射パターンは、全ての放射パターンのうち、パケット誤り率が比較的低い、最初の１／８の放射パターンである。

好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率がａ％より大きく、且つｂ％以下であることは、受信信号強度の変動程度が微小変動であることを表す。この場合、検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲はそれぞれ１／４、Ｔ／２及びＰ／４である。ｂは例えば１５である。また、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率がｂ％より大きく、且つｃ％以下であることは、受信信号強度の変動程度が一般変動であることを表す。この場合、検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲はそれぞれ１／２、Ｔ／３及びＰ／２である。ｃは例えば４５である。また、好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率がｃ％より大きいことは、受信信号強度の変動程度が激しい変動であることを表す。この場合、検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲はそれぞれ１、Ｔ／４及びＰである。

また、図４に示す対照表は本発明の実施例の一例に過ぎず、本発明を限定するためのものではない。好ましい放射パターンの受信信号強度の変動程度、検知パケット伝送数の減少率、検知周期及び検知すべき放射パターンの検知範囲の間の関係を示す対照表は、異なるニーズに応じて変更できる。また、上述した標準周期Ｔは、アクセスポイント１とクライアント端末の間の状態関係により決定される。

（実施例の効果）
上述したように、本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントによれば、クライアント端末と通信を行う好ましい放射パターンを迅速に精度よく探し出すことができる。また、従来のアクセスポイントと比べれば、本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びアクセスポイントは、無線カバーレンジ、データ処理量及びデータ転送レートを向上できる。

上述した実施例は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の明細書及び図面内容に基づいてなされた均等な変更および付加は、いずれも本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする。

本発明に係るアンテナアレイ制御方法及びその方法を使用するアクセスポイントは無線通信分野に適用できるため、産業上の利用可能性を有する。

１アクセスポイント
１１アンテナアレイ制御方法実行ユニット
１１１アンテナアレイ制御演算法記憶ユニット
１１２記憶ユニット
１１３プロセッサ
１２放射パターン制御器
１３アンテナアレイ
１４ＲＦ回路
２イーサネット（登録商標）ローカルエリアネットワーク又はイーサネット（登録商標）広域ネットワーク（Ethernet LAN/WAN）

Claims

検知周期間隔毎に、少なくとも一つの検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択する工程と、
アンテナアレイにおける複数の検知すべき放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して前記検知パケットを伝送する工程と、
前記複数の検知すべき放射パターンにおけるパケット誤り率を計算する工程と、
前記アンテナアレイの好ましい放射パターンとして全ての放射パターンにおけるパケット誤り率が最も小さい放射パターンを選択する工程と、
前記好ましい放射パターンの受信信号強度の変動程度に基づいて前記検知周期と前記複数の検知すべき放射パターンの検知範囲を動的に調整する工程
を含むことを特徴とするアンテナアレイ制御方法。
前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数が検知パケット伝送閾値に等しくない場合、前記検知パケット伝送数の最小値に対応する前記検知すべき放射パターンを使用して前記検知パケットを伝送することを特徴とする請求項１に記載のアンテナアレイ制御方法。
前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数が前記検知パケット伝送閾値に等しい場合、前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数を減少させ、全ての放射パターンにおけるパケット誤り率が最も小さい前記放射パターンを使用して前記パケットを伝送し、パケット誤り率が最も小さい前記放射パターンを前記好ましい放射パターンとして設定することを特徴とする請求項２に記載のアンテナアレイ制御方法。
前記好ましい放射パターンが各パケットを伝送する際の受信信号強度を計算し、各前記受信信号強度に基づいて前記好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を取得し、前記受信信号強度の変化率に基づいて前記検知周期、前記複数の検知すべき放射パターンの検知範囲及び前記検知パケット伝送数の減少率を決定することを特徴とする請求項３に記載のアンテナアレイ制御方法。
検知パケットとして使用しない少なくとも一つのパケットに対して、前記好ましい放射パターンを使用して前記パケットを伝送することを特徴とする請求項１に記載のアンテナアレイ制御方法。
アンテナアレイにおける複数の検知すべき放射パターンを検知して検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択することが必要であるか否かを判定する工程と、
前記複数の検知すべき放射パターンを検知することが必要である場合、前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数の最小値が検知パケット伝送閾値よりも小さいか否かを判定する工程と、
前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数の最小値が前記検知パケット伝送閾値よりも小さい場合、前記検知パケット伝送数の最小値に対応する前記検知すべき放射パターンを使用して前記検知パケットを伝送するように前記アンテナアレイを制御する工程と、
前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数の最小値が前記検知パケット伝送閾値以上である場合、前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数を減少させ、全ての放射パターンにおけるパケット誤り率が最も小さい前記放射パターンを使用して前記検知パケットを伝送すると共にパケット誤り率が最も小さい前記放射パターンを好ましい放射パターンとして設定するように前記アンテナアレイを制御する工程と、
を含むことを特徴とするアンテナアレイ制御方法。
次の検知周期に入るか否かを判定することによってアンテナアレイにおける複数の検知すべき放射パターンを検知する必要があるか否かを決定することを特徴とする請求項６に記載のアンテナアレイ制御方法。
前記複数の検知すべき放射パターンを検知する必要がない場合、前記好ましい放射パターンを使用して前記検知パケットとして使用しない少なくとも一つのパケットを伝送する工程を更に含むことを特徴とする請求項６に記載のアンテナアレイ制御方法。
伝送するパケットが前記検知パケットであるか否かを判定する工程と、
伝送するパケットが前記検知パケットではないと判定した場合、前記好ましい放射パターンを使用して前記パケットを伝送する際の受信信号強度を計算する工程と、
統計した各前記受信信号強度のサンプリング数が十分であるか否かを判定する工程と、
前記各受信信号強度のサンプリング数が十分であると判定した場合、前記各受信信号強度に基づいて前記好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を取得し、
取得した受信信号強度の変化率に基づいて前記検知周期、前記複数の検知すべき放射パターンの検知範囲及び検知パケット伝送数の減少率を決定する工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項８に記載のアンテナアレイ制御方法。
伝送するパケットが前記検知パケットであると判定した場合、目前で使用する放射パターンのパケット誤り率を更新する工程と、
各前記パケット誤り率に基づいて全ての放射パターンを順序付ける工程と、
前記好ましい放射パターンが変わったか否かを判定する工程と、
前記好ましい放射パターンが変わったと判定した場合、前の好ましい放射パターンにより前記各パケットを伝送する際の受信信号強度の変化率を使用して、前記検知周期、前記複数の検知すべき放射パターンの検知範囲及び前記検知パケット伝送数の減少率を決定する工程と、
前記好ましい放射パターンの前記各検知パケットを使用する際の受信信号強度の変化率をリセットする工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項９に記載のアンテナアレイ制御方法。
複数の放射パターンを有するアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに電気的に接続されており、前記複数の放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用するように放射パターン選択信号により前記アンテナアレイを制御するための放射パターン制御器と、
前記アンテナアレイに電気的に接続されるＲＦ回路と、
前記ＲＦ回路と前記放射パターン制御器に電気的に接続されており、検知周期間隔毎に、少なくとも一つの検知パケットとして少なくとも一つのパケットを選択し、アンテナアレイにおける複数の検知すべき放射パターンのうちの一つの放射パターンを使用して前記検知パケットを伝送し、前記複数の検知すべき放射パターンのパケット誤り率を計算すると共に、前記アンテナアレイの好ましい放射パターンとして全ての放射パターンにおけるパケット誤り率が最も小さい放射パターンを選択するようにアクセスポイントを制御するための放射パターン選択信号を生成し、前記好ましい放射パターンの受信信号強度の変動程度に基づいて前記検知周期と前記複数の検知すべき放射パターンの検知範囲を動的に調整するように構成されるアンテナアレイ制御方法実行ユニットと、
を含むことを特徴とするアクセスポイント。
前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数が検知パケット伝送閾値に等しくない場合、前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、前記検知パケット伝送数の最小値に対応する前記検知すべき放射パターンを使用して前記検知パケットを伝送するように前記アクセスポイントを制御するための放射パターン選択信号を生成することを特徴とする請求項１１に記載のアクセスポイント。
前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数が前記検知パケット伝送閾値に等しい場合、前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、前記複数の検知すべき放射パターンの検知パケット伝送数を減少し、全ての放射パターンにおけるパケット誤り率が最も小さい前記放射パターンを使用して前記検知パケットを伝送するように前記アクセスポイントを制御するための前記放射パターン選択信号を生成し、パケット誤り率が最も小さい前記放射パターンを前記好ましい放射パターンとして設定することを特徴とする請求項１２に記載のアクセスポイント。
前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、前記好ましい放射パターンにより各パケットを伝送する際の受信信号強度を計算し、各前記受信信号強度に基づいて前記好ましい放射パターンの受信信号強度の変化率を取得し、取得した前記受信信号強度の変化率に基づいて前記検知周期、前記複数の検知すべき放射パターンの検知範囲及び前記検知パケット伝送数の減少率を決定することを特徴とする請求項１３に記載のアクセスポイント。
検知パケットとして使用しない少なくとも一つのパケットに対して、前記アンテナアレイ制御方法実行ユニットは、前記好ましい放射パターンを使用して前記パケットを伝送するように前記アクセスポイントを制御するための前記放射パターン選択信号を生成することを特徴とする請求項１１に記載のアクセスポイント。