CN102484556B

CN102484556B - 无线通信设备和无线通信方法

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Publication number: CN102484556B
Application number: CN201080037661.1A
Authority: CN
Inventors: 田边浩介
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2015-02-11
Anticipated expiration: 2030-07-28
Also published as: CN102484556A; TW201132031A; TWI435560B; US8718575B2; WO2011027635A1; JP5494665B2; JPWO2011027635A1; US20120122404A1

Abstract

方向判定部计算使表示从无线通信设备到无线台的方向的方向矢量变为垂线的平面。组判定部判定具有小于多根天线的数目的数目的天线的组合应当是组。距离计算部计算在天线的与方向矢量平行地投影到平面上的坐标之间的距离，并判定在构成每个组的天线的坐标之间的距离的计算结果中的最短的距离应当是组最短距离。识别部识别具有最长的组最短距离的组。多个通信部使用构成了由识别部所识别的组的多根天线，执行与无线台的通信。

Description

无线通信设备和无线通信方法

技术领域

本发明涉及无线通信设备、无线通信方法和程序。

背景技术

近年来，可以高速发送和接收数据的MIMO(多输入多输出)已经吸引了注意力，在MIMO中，发送设备将数据分成多个流，并使用多根天线同时发送该多个流，以及接收设备使用多根天线接收该多个流，将接收到的数据分成与发送天线相对应的数据流，然后恢复原始数据。在MIMO中，使用具有多根天线(例如，三根或者更多根天线)的无线通信设备，以使得使用从设备具有的多根天线中选择的两根或者更多根天线来发送和接收信号。

在前述无线通信设备中，多根天线中的每根天线接收到的无线信号之间的相关值较小，可以增加一根天线所能发送和接收的数据量。已经设想了这样的技术(例如，参考专利文献1(日本专利No.4202162)和专利文献2(日本专利No.3108641))：估计多根天线中每根天线接收到的无线信号之间的相关值，并使用允许所估计的相关值变小的天线来执行通信。

然而，由于专利文献1中公开的技术执行了采用权重矢量的复杂计算、针对接收信号的解调信号的重新调制等等来估计多根天线中的每根天线接收到的无线信号之间的相关值，问题在于无线通信设备所执行的计算量变得很大。

另一方面，专利文献2中公开的技术执行针对接收到的无线信号正交检测，以估计无线信号之间的相关值。从而，问题在于加诸于无线通信设备上的处理负荷变得很大。

本发明的目标是提供可以解决上述问题的无线通信设备、无线通信方法和程序。

发明内容

为了解决前述问题，根据本发明的无线通信设备是具有能够向无线台发送无线信号和从无线台接收无线信号的多根天线的无线通信设备，所述无线通信设备包括：

方向判定部，基于通过所述多根天线从所述无线台接收到的无线信号，判定表示从所述无线通信设备到所述无线台的方向的方向矢量，以及计算使所述方向矢量变为垂线的平面；

组判定部，提取天线的组合，并判定所述组合应当是组，其中，所述天线的组合的数目小于所述多根天线的数目；

距离计算部，计算在天线的与所述方向矢量平行地投影到所述平面上的坐标之间的距离，并判定在构成每个所述组的天线的坐标之间的距离的计算结果中的最短距离应当是组最短距离；

识别部，识别具有最长的所述组最短距离的组；以及

多个通信部，使用构成了由所述识别部识别出的组的多根天线，来执行与所述无线台的通信。

此外，为了解决前述问题，根据本发明的无线通信方法是用于无线通信设备的无线通信方法，所述无线通信设备具有能够向无线台发送无线信号和从无线台接收无线信号的多根天线，所述无线通信方法包括：

基于通过所述多根天线从所述无线台接收到的无线信号，判定表示从所述无线通信设备到所述无线台的方向的方向矢量，以及计算使所述方向矢量变为垂线的平面；

提取天线的组合，并判定所述组合应当是组，其中，所述天线的组合的数目小于所述多根天线的数目；

计算在天线的与所述方向矢量平行地投影到所述平面上的坐标之间的距离，并判定在构成每个所述组的天线的坐标之间的距离的计算结果中的最短距离应当是组最短距离；

识别具有最长的所述组最短距离的组；以及

由所述无线通信设备所具有的多个通信部使用构成了所述识别出的组的多根天线，来执行与所述无线台的通信。

为了解决前述问题，根据本发明的程序是使无线通信设备执行过程的程序，所述无线通信设备具有能够向无线台发送无线信号和从无线台接收无线信号的多根天线，所述程序包括：

方向判定过程，基于通过所述多根天线从所述无线台接收到的无线信号，判定表示从所述无线通信设备到所述无线台的方向的方向矢量，以及计算使所述方向矢量变为垂线的平面；

组判定过程，提取天线的组合，并判定所述组合应当是组，其中，所述天线的组合的数目小于所述多根天线的数目；

距离计算过程，计算在天线的与所述方向矢量平行地投影到所述平面上的坐标之间的距离，并判定在构成每个所述组的天线的坐标之间的距离的计算结果中的最短距离应当是组最短距离；

识别过程，识别具有最长的所述组最短距离的组；以及

通信过程，使用构成了由所述识别过程识别出的组的多根天线，让所述无线通信设备所具有的多个通信部来执行与所述无线台的通信。

根据本发明，如果具有多根天线的无线通信设备可以使用的天线数目受到限制，则可以容易地选择适当的天线组合。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的无线通信设备的结构的示意图。

图2是示出天线的与方向矢量平行地投影到平面上的坐标的示意图，在该平面上，方向矢量变为垂线。

图3是示出天线之间的距离和无线信号的相关系数的特性的第一示例的图。

图4是示出天线之间的距离和无线信号的相关系数的特性的第二示例的图。

图5是示出从N根天线中选择L根天线并使用所选择的天线执行通信的操作的流程图。

图6是示出根据第二实施例的无线通信设备的结构的示意图。

图7是示出组改变信息(group change information)的数据结构的示例的示意图。

图8是示出当经过预定时间时对不同组进行识别的识别部的操作示例的示意图。

图9是示出天线识别信息的数据结构的示例的示意图。

图10是示出将N根天线排列为圆形的示例的示意图。

图11是示出天线的与方向矢量平行地投影到使方向矢量变为垂线的直线上的坐标的示意图。

具体实施方式

(第一实施例)

接下来，将描述根据本发明第一实施例的无线通信设备(包括无线通信方法和程序)。

首先，参考图1，将描述根据第一实施例的无线通信设备1的结构。

如图1所示，根据第一实施例的无线通信设备1具有N(其中，N是大于等于3的任意整数)根天线11-1至11-N、控制部12、选择部13和(N-1)个通信部14-1至14-(N-1)。

控制部12具有方向判定部121、组判定部122、距离计算部123和识别部124。

在该实施例中，虽然示例说明了通信部的数目为“N-1”的情况，通信部的数目可以是任何数，只要其大于等于2并小于N。然而，虽然无线通信设备1可以具有N个或者更多的通信部，但是用于通信的通信部的数目小于天线数目。例如，如果提供了N个通信部和N根天线，并且为了无线通信设备1的节能而不使用通信部之一，则可以应用本发明。

无线通信设备1从N根天线11-1至11-N中识别L根(2≤L≤N-1)天线，并使用该L根天线向无线台2发送无线信号以及从无线台2接收无线信号。无线台2的数目可以是任何数。无线台2可以是终端台或者是基站。

下面将描述由无线通信设备1识别的天线的数目L等于通信部14-1至14-(N-1)的数目(N-1)的情况。此外，在下文中将天线11-1 至11-N中的第i根天线(其中，1≤i≤N)表示为天线11-i。

控制部12基于使用天线11-1至11-N从无线台2接收到的、并从通信部14-1至14-(N-1)输出的信号，从天线11-1至11-N中识别L根天线，并向选择部13通知所识别的L根天线。

方向判定部121基于从通信部14-1至14-(N-1)输出的信号，判定“方向矢量D_DOA”，方向矢量D_DOA表示从无线通信设备1到无线台2的方向。

存在着判定方向矢量D_DOA的各种方法。

例如，方向判定部121获得无线台2相对于无线通信设备1的位置的相对位置，并基于无线台2的相对位置判定方向矢量D_DOA。

在该方法中，方向判定部121从无线台2获得位置信息，并判定由从无线台2获得的位置信息表示的、与GPS(全球定位系统)测量的无线通信设备1的位置(例如，经度、维度和海拔)相对应的位置应当是无线台2的相对位置。

作为另一方法，方向判定部121基于天线11-1至11-N接收到的无线信号，来计算无线信号到达的方向，并判定表示该方向的矢量应当是方向矢量D_DOA。

在该方法中，使用天线11-1至11-N，以时分(time-division)方式连续地接收无线信号，然后，方向判定部121基于使用天线11-1至11-N接收到的N个无线信号，来计算无线信号到达的方向。

备选地，从N根天线中提取出所有L根天线的组合，使用每个组合的L根天线来接收无线信号，然后，方向判定部121可以基于使用天线的每个组合所接收到的那些信号，来计算无线信号到达的方向。

根据该实施例，将示例说明基于无线台2的相对位置来判定方向矢量D_DOA的情况。

在该情况下，通信部14-1至14-(N-1)使用已连接的天线，来发送请求无线台2发送位置信息的发送请求信号，并接收与发送请求信号相对应的作为无线信号发送的无线台2的位置信息。

此后，方向判定部121获得由通信部14-1至14-(N-1)接收到的作为无线信号的位置信息，并基于作为无线台2的相对位置的、由从无线台2获得的无线台2的位置信息所表示的、与无线通信设备1的位置相对应的位置，来判定方向矢量D_DOA。

下面，如图2所示，将示例说明对天线11-1和11-N以及无线台2进行三维排列的情况。可以通过以下等式(1)来表达图2所示的xyz空间中的方向矢量D_DOA。

D_{DOA} = (\begin{matrix} x_{u} \\ y_{u} \\ z_{u} \end{matrix})

...(等式1)

此后，方向判定部121计算使方向矢量D_DOA变为垂线的平面F。可以通过以下等式(2)来表达平面F。

x_u·x+y_u·y+z_u·z＝E...(等式2)

在等式(2)中，E是任意常数。

此后，方向判定部121向距离计算部123通知方向矢量D_DOA和平面F。

组判定部122从N根天线中提取所有L根天线的组合，判定单独的组合应当是单独的组，并将这些组通知给距离计算部123。在这种情况下，组判定部122向距离计算部123通知具有等于由以下等式(3)表达的组数目NUM_GRP的数目的组。

{NUM}_{GRP} =_{N} C_{L} = \frac{N!}{(N - L)! \cdot L!}

...(等式3)

针对组判定部122所通知的每个组，距离计算部123计算在从L根天线中提取的两根天线的与方向矢量D_DOA平行地投影到平面F上的两点之间的距离。类似地，距离计算部123计算在从构成了每个组的L根天线中提取的所有组合中的每个组合的两根天线的与方向矢量D_DOA平行地投影到平面F上的两点之间的距离。换言之，距离计算部123计算具有等于由以下等式(4)表达的天线对的数目NUM_ATN的数目的距离d_ij。

{NUM}_{ATN} =_{L} C_{2} = \frac{N!}{(L - 2)! \cdot 2!}

...(等式4)

下面，将描述计算距离d_ij的特定方法。

首先，距离计算部123计算天线11-i的与由方向判定部121通知的方向矢量D_DOA平行地投影到由方向判定部121通知的平面F上的坐标(x_i，y_i，z_i)。

在平面F上的坐标(x_i，y_i，z_i)处的点P_i是由以下等式(5)所表达的直线与平面F之间的交点。

\frac{x - x_{i}}{x_{u}} = \frac{y - y_{i}}{y_{u}} = \frac{z {- z}_{i}}{z_{u}}

...(等式5)

此后，距离计算部123计算第i根天线11-i所投影到的点P_i与第j根天线11-j所投影到的点P_j之间的距离d_ij。

此后，距离计算部123判定：针对从构成了由组判定部122通知的每个组的L根天线中提取的所有两根天线的组合，所计算出的距离d_ij中的最短距离，应当是每个组的组最短距离D_min。

此后，距离计算部123向识别部124输出由组判定部122通知的每个组的组最短距离D_min。

识别部124对从距离计算部123输出的每个组的组最短距离D_min进行比较，并在所有组中识别出具有最长的组最短距离D_min的组。此后，识别部124向选择部13通知构成识别出的组的L根天线。

如果在图2所示示例中从N根天线11-1至11-N选择三根天线，识别部124识别具有最长的组最短距离D_min的、由天线11-1、11-2和11-N构成的组。

文献A(Yoshio Karasawa，″Basics on Radio wave Propagation in Digital Mobile Communications(translated title)，″Corona-Sha，(2003)p.67)公开了：当两根天线之间的距离变大时，如图3和图4所示，单根天线发送和接收的无线信号之间的相关系数ρ_p变小。

换言之，识别部124从N根天线11-1至11-N中识别L根天线，以使得在由方向矢量D_DOA表示的方向上，在从无线台2发送的无线信号之间的相关值变得最小。

再次参考图1，选择部13从N根天线中选择L根天线，使得L根天线构成由识别部124所通知的组。

在该上下文中，“选择”意味着选择部13的如下操作：将识别部124 通知的L根天线与通信部14-1至14-(N-1)中的L个通信部以一一对应的关系进行连接。

在本描述性的示例中，由于识别部124所识别的天线数目L等于通信部14-1至14-(N-1)的数目N-1，通过一一对应的关系来连接识别部124所通知的L根天线与通信部14-1至14-(N-1)。

如果选择部13已经将天线11-i与通信部14-1至14-(N-1)中的任一个进行连接，将使用天线11-i从无线台2接收到的无线信号输出到连接到天线11-i的通信部。

通信部14-1至14-(N-1)均由发送单元和接收单元构成。

通信部14-1至14-(N-1)中的L个通信部使用由选择部13选择的L根天线向无线台2发送无线信号。

此外，通信部14-1至14-(N-1)中的L个通信部使用由选择部13选择的L根天线从无线台2接收无线信号。

此外，根据本实施例，通信部14-1至14-(N-1)接收从无线台2作为无线信号发送的无线台2的位置信息，并向方向判定部121输出该位置信息。

单个通信部14-1至14-(N-1)可能已经连接到多个用户使用的多个终端(未示出)。

接下来，参考图5，将描述具有前述结构的无线通信设备1从N根天线11-1至11-N中选择L根天线并使用所选择的L根天线执行通信的操作。

在图5所示步骤21处，通信部14-1至14-(N-1)向方向判定部121输出使用已连接的天线11-1至11-N从无线台2接收到的无线台2的位置信息。

此后，在步骤22处，方向判定部121基于无线台2的位置信息和无线通信设备1的位置信息，判定表示从无线通信设备1到无线台2的方向的方向矢量D_DOA，并向距离计算部123通知所判定的方向矢量D_DOA。

此后，方向判定部121计算使方向矢量D_DOA变为垂线的平面F，并向距离计算部123通知平面F。

此后，在步骤23处，组判定部122从N根天线中提取所有L根天线的组合，并判定它们应当是单独的组。此后，组判定部122向距离计算部123通知已判定的组。

此后，在步骤24处，距离计算部123计算在从构成由组判定部122通知的每个组的L根天线中提取的每个组合中的两根天线的与方向矢量D_DOA平行地投影到平面F上的两点之间的距离d_ij。

此后，在步骤25处，距离计算部123判定针对从构成每个组的L根天线中提取的所有两根天线的组合所计算出的距离d_ij中的最短距离应当是该组的组最短距离D_min，并将其输出到识别部124。

此后，在步骤26处，识别部124将从距离计算部123输出的每个组的组最短距离D_min进行比较。

此后，在步骤27处，识别部124识别出具有最长的组最短距离D_min的组，并向选择部13通知属于该组的L根天线。

此后，在步骤28处，选择部13将识别部124通知的L根天线与通信部14-1至14-(N-1)中的L个通信部以一一对应的关系进行连接。

在本描述性的示例中，由于天线数目L等于通信部14-1至14-(N-1)的数目N-1，选择部13以一一对应的关系将识别部124通知的(N-1)根天线与通信部14-1至14-(N-1)连接。

此后，在步骤29处，通信部14-1至14-(N-1)均使用由选择部13相应连接的天线向无线台2发送无线信号和从无线台2接收无线信号。

现在，无线通信设备1从N根天线中选择L根天线并使用所选择的天线执行通信的操作序列已完成。

如果选择部13从N根天线中选择2(L＝2)根天线，由等式(4)表达的天线对的数目NUM_ATN变为“1”。从而，由于构成每个组的两个天线之间的距离变得与组最短距离D_min相同，识别部124识别由两根天线构成的组，在该组中，投影到平面F的两点之间的距离是N根天线中最大的。

如上所述，根据本发明的第一实施例，无线通信设备1基于无线通信设备1、无线台2和天线11-1至11-N的几何排列来识别L根天线，在该L根天线中，组最短距离D_min是天线11-1至11-N中最长的。

从而，可以通过非常少量的几何计算来识别使得向无线台2发送和接收的无线信号之间的相关值变为最小的L根天线因此，如果在具有N根天线的无线通信设备中可以使用的天线数目受到限制，可以容易地选择天线的适当组合。

(第二实施例)

接下来，将描述根据第二实施例的无线通信设备。

根据第二实施例的无线通信设备1A与图1所示的无线通信设备1的不同之处在于：前者不具有通信部14-1至14-(N-1)，而是如图6中所示具有发送部15-1至15-(N-1)、接收部16-1至16-N以及波分器部17-1至17-N。

发送部15-1至15-(N-1)是发送单元。

发送部15-1至15-(N-1)中的L个发送部使用由选择部13选择的L根天线向无线台2发送无线信号。

在本实施例中，虽然示例说明了发送部的数目为“N-1”的情况，发送部的数目不限于此，只要其是大于等于2并小于N的任何整数。此外，下文中将示例说明由识别部124识别的天线的数目L等于发送部15-1至15-(N-1)的数目(N-1)的情况。

接收部16-1至16-N是与N根天线11-1至11-N以一一对应的关系提供的接收单元。

接收部16-1至16-N使用无线通信设备1A具有的所有天线11-1至11-N来接收从无线台2发送的无线信号。

此外，接收部16-1至16-N向方向判定部121输出使用天线11-1至11-N从无线台2接收到的无线台2的位置信息。

根据第二实施例的无线通信设备1A具有N个接收部16-1至16-N，其数目大于根据第一实施例的无线通信设备1具有的通信部14-1至14-(N-1)的数目。从而，无线通信设备1A具有比无线通信设备1更优秀的接收性能。

与天线11-1至11-N一一对应地提供波分器部17-1至17-N。波分器部17-1至17-N例如是双工机。

波分器部17-1至17-N均具有将从发送部15-1至15-(N-1)中的L个发送部输出的并使用L根天线发送的无线信号的传输路径与使用天线 11-1至11-N接收的并输出到接收部16-1至16-N的无线信号的传输路径加以分离的功能。

此外，在本实施例中，识别部124识别所有组中的具有最长的组最短距离D_min的组，并向选择部13通知属于识别出的组的L根天线。

此后，选择部13选择识别部124通知的天线。换言之，选择部13将识别部124通知的L根天线与发送部15-1至15-(N-1)中的L个发送部以一一对应的关系进行连接。

在本描述性的示例中，由于识别部124所识别的天线数目L等于发送部15-1至15-(N-1)的数目N-1，以一一对应的关系来连接识别部124通知的L根天线与发送部15-1至15-(N-1)。

此后，发送部15-1至15-(N-1)均使用由选择部13连接的L根天线向无线台2发送无线信号。

相反，接收部16-1至16-N使用向线通信设备1A具有的所有N根天线接收从无线台2发送的无线信号。

如上所述，根据第二实施例，可以通过非常少量的几何计算来识别使得向无线台2发送和接收的无线信号的相关值变得最小的L根天线。因此，如果在具有N根天线的无线通信设备中可以使用的天线的数目受到限制，可以容易地选择天线的适当组合。

此外，根据第二实施例，无线通信设备1A具有N个接收部16-1至16-N，其数目大于图1所示的无线通信设备1具有的通信部14-1至14-(N-1)的数目。因此，当无线通信设备1A基于使用天线11-1至11-N从无线台2接收到的无线信号，来判定方向矢量D_DOA时，由于与第一实施例不同，其没有必要以时分的方式接收无线信号，无线通信设备1A可以用比第一实施例更短的时间来接收无线信号。

应当注意到，可以在不脱离本发明的精神的情况下形成各种修改。

如果将无线通信设备1的通信部14-1至14-(N-1)连接到多个终端(未示出)并且无线通信设备1可以与位于不同方向的多个无线台2通信，则多个终端(未示出)与不同的无线台2通信。在这种情况下，由于与单个终端通信的无线台2的方向矢量D_DOA彼此不同，单个终端所使用的用于通过无线通信设备1与无线台2通信的L根天线的组彼此不同。

从而，针对与单个无线台2通信的单个终端，需要使用构成了由组判定部122判定的单个组的天线。

为了完成这种操作，识别部124预先存储组改变信息。

如图7所示，组改变信息是与以下各项相关的信息：组判定部122所判定的多个组、构成每个组的天线以及使用构成(upcompose)每个组的天线与无线台2通信的终端。

此后，如图8所示，识别部124从图7中示出的组改变信息中，每隔预定时间，识别以相同的频带BND发送和接收无线信号的组，并向选择部13通知所识别的组。在图8所示示例中，识别部124在预定时间T1识别存储在组改变信息中的组G1并向选择部13通知组G1，在预定时间T2从组改变信息中识别组G2并向选择部13通知组G2，并且在预定时间T3从组改变信息中识别组G3并向选择部13通知组G3。

因此，不论识别部124何时将组通知给选择部13，选择部13就选择构成该组的L根天线。

从而，多个用户分别使用的多个终端可以共同使用无线通信设备1具有的天线11-1至11-N和通信部14-1至14-(N-1)。

此外，如果方向判定部121在不同时刻判定的多个方向矢量D_DOA表示了相同的方向，由识别部124在单个时刻识别的组变成相同的组。

在这种情况下，方向判定部121计算让基于无线通信设备1的预定方向(例如，诸如东、西、南、北的方向)变为垂线的平面F，并向距离计算部123通知平面F。

距离计算部123计算在从构成每个组的L根天线中提取的所有组合中的每个组合的两根天线的与预定方向平行地投影到平面F上的两点之间的距离d_ij。此后，距离计算部123判定：针对从构成每个组的L根天线中提取的所有两根天线的组合所计算出的距离d_ij中的最短距离应当是组最短距离D_min。此后，距离计算部123向识别部124输出每个组的组最短距离D_min。

识别部124比较每个组的组最短距离D_min，并识别具有最长的组最短距离D_min的组。此后，识别部124将与所识别的组和预定方向相关的信息作为图9所示的天线识别信息来进行存储。针对任何预定的方向，方向判定部121、距离计算部123和识别部124连续执行前述操作。

识别部124执行这种操作，以使得可以相关地存储基于无线通信设备1的预定方向和L根天线的组合，在该L根天线的组合中，向每个预定的方向发送和接收的无线信号的相关值变得最小。

当方向判定部121基于使用天线11-1至11-N从无线台2接收到的信号，来判定方向矢量D_DOA时，识别部124对被存储的L根天线进行识别，使得其与预定方向相关，并向选择部13通知所识别的天线，其中，该预定方向与方向矢量D_DOA相同。

因此，不论方向判定部121何时判定方向矢量D_DOA，由于方向判定部121和距离计算部123不需要分别计算平面F和组最短距离D_min，因此可以降低无线通信设备1的计算量。

备选地，如果使用在所有方向上以相同的信号强度发送无线信号的全向天线作为天线11-1至11-N，并且如果将它们在相同的平面上排列为圆形，组最短距离D_min在所有方向上都变为常数。从而，由于可以进一步降低使用在任何方向上放置的L根天线向无线台2发送和从无线台2接收的无线信号的相关值，在MIMO中，可以防止通信质量和可发送和接收的数据量分别劣化以及变得更低。

备选地，图1中所示的组判定部122基于通信部14-1至14-(N-1)向无线台2发送以及从无线台2接收的无线信号的数据量，可以改变构成每个组的天线的数目。

从而，如果数据量小，可以减少被提供功率的发送单元或接收单元的数目，并因而可以降低无线通信设备1的功耗。

备选地，图1所示的组判定部122基于通信部14-1至14-(N-1)执行的通信的类型或质量或类型和质量，可以改变构成每个组的天线的数目。

从而，可以对应于QoS(服务质量)来减少被提供功率的通信部14-1至14-(N-1)的数目，并由此可以降低无线通信设备1的功耗，其中，该QoS确保了这样的预定通信频带：该预定通信频带保证了向通信部14-1至14-(N-1)发送和从通信部14-1至14-(N-1)接收的无线信号的通信速度。

此外，可以在执行全双工通信的FDD(频分双工)系统中提供无线通信设备1A，在FDD系统中，向无线发送信号和无线接收信号分配不同的频带。

在这种情况下，可以使用具有通带为发送频带并且阻带为接收频带的发送滤波器以及具有通带为接收频带并且阻带为发送频带的接收滤波器，作为图6所示的波分器部17-1至17-N。

备选地，可以在作为全双工通信系统的TDD(时分双工)系统中提供无线通信设备1A，TDD系统在公共频带上每隔预定周期就交替发送或接收无线信号。

在这种情况下，可以使用如下开关作为波分器部17-1至17-N：在无线信号的发送周期中，将构成由识别部124所识别的组的这些天线中的一个具体天线与发送部15-1至15-(N-1)之一连接，以及在无线信号的接收周期中，将该具体天线与接收部16-1至16-N之一连接。

备选地，如图11所示，根据本发明的无线通信设备可以识别L根天线，在该L根天线中，即使N根天线11-1至11-N和无线台2都位于相同的xy平面内，相关值也变为最小。

可以通过以下等式(6)来表达图11所示的xy平面上的方向矢量D_DOA。

D_{DOA} = (\begin{matrix} x_{u} \\ y_{u} \end{matrix})

...(等式6)

此外，计算在xy平面上使方向矢量D_DOA变为垂线的直线LN。可以通过以下等式(7)来表达直线LN。

\frac{x}{y_{u}} + \frac{y}{x_{u}} = E 1

...(等式7)

在等式(7)中，E1是任意常数。在该示例中，方向判定部121向距离计算部123通知方向矢量D_DOA和直线LN。

此后，距离计算部123计算在构成了由组判定部122通知的每个组的所有L根天线的组合中的每一个组合中的两根天线与方向矢量D_DOA平行地投影到直线LN上的两点之间的距离d_ij。

接下来，将描述针对距离d_ij的特定计算方法。

首先，距离计算部123计算天线11-i的与由方向判定部121通知的方向矢量D_DOA平行地投影到由方向判定部121通知的直线LN上的坐标(x_i，y_i)。在直线LN上的坐标(x_i，y_i)处的点P_i是由以下等式(8)所表达的直线与直线LN的交点。

\frac{x - x_{i}}{x_{u}} = \frac{y - y_{i}}{y_{u}}

...等式(8)

此后，距离计算部123计算第i个天线11-i所投影到的点P_i与第j个天线11-j所投影到的点P_j之间的距离d_ij。此后，距离计算部123判定：针对从构成每个组的L根天线中提取的所有两根天线的组合所计算的距离d_ij中的最短距离应当是每个组的组最短距离D_min。此后，距离计算部123向识别部124输出由组判定部122通知的每个组的组最短距离D_min。

如果在图11所示示例中，从N根天线11-1至11-N中选择三根天线，识别部124识别具有最长的组最短距离D_min的、由天线11-1、11-4和11-N构成的组。

备选地，根据本发明，无线通信设备1进行通信所使用的过程不限于前述硬件；取而代之地，可以通过以下方式来完成通信过程：将完成该功能的程序记录在记录介质上，并且记录在记录介质上的程序由计算机读取并因而执行。可以由作为无线通信设备1操作的计算机读取的记录介质是例如可移动记录介质，如软盘(注册商标)、磁光盘、DVD或者CD或内置在计算机中的HDD。由作为无线通信设备1操作的计算机所具有的并作为控制部12操作的处理器来读取记录在记录介质上的程序，以及该处理器执行与上述过程相同的过程。

作为控制部12操作的处理器执行从记录介质读取的程序。

现在，参考实施例，已经对本发明进行了描述。然而，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神的情况下，可以通过各种方式来改变本发明的结构和细节。

本申请要求基于2009年9月2日提交的日本专利申请JP2009-202512的优先权，将其全部内容以全文引用的方式并入本文中。

Claims

1.一种无线通信设备，具有能够向无线台发送无线信号以及从无线台接收无线信号的多根天线，所述无线通信设备包括：

距离计算部，计算在天线投影到所述平面上的坐标之间的距离，所述投影是与所述方向矢量平行执行的，并判定在构成每个所述组的天线的坐标之间的距离的计算结果中的最短距离应当是组最短距离；

识别部，识别具有最长的所述组最短距离的组；以及

多个通信部，使用构成了由所述识别部识别的组的多根天线，执行与所述无线台的通信。

2.根据权利要求1所述的无线通信设备，

其中，所述方向判定部计算使基于所述无线通信设备的预定方向变为垂线的平面；

其中，所述距离计算部计算在天线投影到使所述预定方向变为垂线的平面上的坐标之间的距离，所述投影是与所述预定方向平行执行的，以及判定构成了每个所述组的天线的坐标之间的距离的计算结果中的最短距离应当是每个组的组最短距离；以及

其中，所述识别部识别具有最长的所述组最短距离的组，存储识别出的组以使得其与所述预定方向相关，以及如果所述方向判定部判定了所述方向矢量，则识别与所述预定方向相关的组，所述预定方向与所述方向矢量的方向相同。

3.根据权利要求1所述的无线通信设备，

其中，所述通信部获得来自所述无线台的作为所述无线信号的表示所述无线台的位置的位置信息；以及

其中，所述方向判定部基于所述通信部获得的所述无线台的位置信息以及所述无线通信设备的位置信息，判定所述方向矢量。

4.根据权利要求1所述的无线通信设备，

其中，所述方向判定部基于通过所述多根天线接收到的无线信号，计算无线信号到达的方向，以及判定表示所计算的方向的矢量应当是所述方向矢量。

5.根据权利要求1所述的无线通信设备，

其中，所述组判定部根据所述通信部发送和接收的所述无线信号的数据量，改变构成所述组的天线的数目。

6.根据权利要求1所述的无线通信设备，

其中，所述组判定部基于所述通信部执行的通信的类型或质量或类型和质量，改变构成所述组的天线的数目。

7.一种用于无线通信设备的无线通信方法，所述无线通信设备具有能够向无线台发送无线信号以及从无线台接收无线信号的多根天线，所述无线通信方法包括：

计算在天线投影到所述平面上的坐标之间的距离，所述投影是与所述方向矢量平行执行的，并判定在构成了每个所述组的天线的坐标之间的距离的计算结果中的最短距离应当是组最短距离；

识别具有最长的所述组最短距离的组；以及

由所述无线通信设备具有的多个通信部使用构成所述识别出的组的多根天线，执行与所述无线台的通信。

8.根据权利要求7所述的无线通信方法，

其中，通过以下步骤来执行所述方向矢量判定：计算使基于所述无线通信设备的预定方向变为垂线的平面；

其中，通过以下步骤来执行所述距离计算：计算在天线投影到使所述预定方向变为垂线的平面上的坐标之间的距离，所述投影是与所述预定方向平行执行的，以及所述距离计算判定构成每个所述组的天线的坐标之间的距离的计算结果中的最短距离应当是每个组的组最短距离；以及

其中，通过以下步骤来执行所述识别：识别具有最长的所述组最短距离的组，存储识别出的组以使得其与所述预定方向相关，以及如果执行了所述方向矢量判定，识别与所述预定方向相关的组，所述预定方向与所述方向矢量的方向相同。

9.根据权利要求7所述的无线通信方法，

其中，通过基于所述无线台的位置信息以及所述无线通信设备的位置信息来判定所述方向矢量，以执行所述方向矢量判定。

10.根据权利要求7所述的无线通信方法，

其中，通过基于所述多根天线接收到的无线信号来计算无线信号到达的方向以及判定表示所计算的方向的矢量应当是所述方向矢量，来执行所述方向矢量判定。

11.根据权利要求7所述的无线通信方法，

其中，通过根据所述发送和接收的无线信号的数据量来改变构成所述组的天线的数目，以执行所述组判定。

12.根据权利要求7所述的无线通信方法，其中，通过基于所述通信执行的通信的类型或质量或类型和质量来改变构成所述组的天线的数目，以执行所述组判定。