JP5073517B2 - Mimoアンテナ装置及びそれを備えた無線通信装置 - Google Patents
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Description
無線信号をそれぞれ受信する少なくとも3つのアンテナ素子と、
上記アンテナ素子のうちの少なくとも2つで受信された無線信号をMIMO(Multi−Input Multi−Output)方式で復調する復調手段とを備えたMIMOアンテナ装置において、
上記各アンテナ素子でそれぞれ受信された各無線信号の受信信号レベルを検出する検出手段と、
上記アンテナ素子のうちの少なくとも2つを上記復調手段に接続するスイッチ手段と、
上記少なくとも3つのアンテナ素子間の電磁的結合量を予め格納する格納手段と、
上記検出手段で検出された受信信号レベルと上記格納手段に格納された電磁的結合量とに基づいて上記スイッチ手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記検出手段で検出された受信信号レベルに基づき現在の伝送容量を計算し、上記検出手段で検出された受信信号レベルと上記格納手段に格納された電磁的結合量とに基づき、現在上記復調手段に接続されているアンテナ素子のうちの少なくとも1つを上記復調手段に接続されていない異なるアンテナ素子に切り換えた場合の推定された伝送容量を計算し、上記現在の伝送容量が上記推定された伝送容量未満になったとき、上記異なるアンテナ素子を上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする。
上記少なくとも3つのアンテナ素子は、初期状態において上記復調手段に接続されない1つの予備アンテナ素子を含み、
上記制御手段は、現在上記復調手段に接続されているアンテナ素子のうちのいずれか1つを上記予備アンテナ素子に切り換えた場合の推定された伝送容量を計算し、上記現在の伝送容量が上記推定された伝送容量未満になったとき、上記予備アンテナ素子を上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする。
上記少なくとも4つのアンテナ素子のうち、互いに最も遠隔した2つのアンテナ素子に挟まれた内側の複数のアンテナ素子は、互いに異なる少なくとも2種類のアンテナ素子を含むことを特徴とする。
上記復調手段は、MIMO方式で変調された無線信号をさらに生成する変復調手段であり、
上記制御手段は、無線信号の送信時において、上記少なくとも3つのアンテナ素子のうち、無線信号の受信時に使用されたアンテナ素子を上記変復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする。
複数の給電点をそれぞれ有し、無線信号をそれぞれ受信する少なくとも2つのアンテナ素子と、
上記少なくとも2つのアンテナ素子でそれぞれ受信された無線信号をMIMO(Multi−Input Multi−Output)方式で復調する復調手段とを備えたMIMOアンテナ装置において、
上記各アンテナ素子でそれぞれ受信された各無線信号の受信信号レベルを検出する検出手段と、
上記各アンテナ素子において、上記複数の給電点のうちのいずれか1つを上記復調手段にそれぞれ接続するスイッチ手段と、
上記復調手段に接続可能な上記給電点の組み合わせ毎に、上記少なくとも2つのアンテナ素子間の電磁的結合量を予め格納する格納手段と、
上記検出手段で検出された受信信号レベルと上記格納手段に格納された電磁的結合量とに基づいて上記スイッチ手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記検出手段で検出された受信信号レベルに基づき現在の伝送容量を計算し、上記検出手段で検出された受信信号レベルと上記格納手段に格納された電磁的結合量とに基づき、現在上記復調手段に接続されているアンテナ素子の給電点のうちの少なくとも1つを同じアンテナ素子の他の給電点に切り換えた場合の推定された伝送容量を計算し、上記現在の伝送容量が上記推定された伝送容量未満になったとき、上記他の給電点を上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする。
y=Hx+w (1)
UHU=In (3)
[数3]
VHV=In (4)
x1=(1,−1,1,1) (11)
[数5]
x2=(1,1,−1,1) (12)
R12=(1・1+(−1)・1+1・(−1)+1・1)/4=0
(13)
CMIMO=n・(log2(SNR・λ)−log2(n)) (18)
CSISO=log2(SNR・λ) (19)
Prad=(1−Cem)Pin (20)
Pr1a’=Prmax(1−Cem_ac+Cem_ad) (22)
[数11]
Pr1c’=Prmax(1−Cem_ac+Cem_ad) (23)
1Cb,1Db…スロットアンテナ、
2,2A…スイッチ回路、
2a,2b,2Aa,2Ab…スイッチ、
3…MIMO変復調回路、
4…信号レベル検出回路、
5…コントローラ、
6…結合量メモリ、
11…上部筐体、
12…下部筐体、
13…ヒンジ部、
14…ユーザの手、
Fa,Fb,Fc,Fd…給電点。
Claims (18)
- 無線信号をそれぞれ受信する少なくとも3つのアンテナ素子と、
上記アンテナ素子のうちの少なくとも2つで受信された無線信号をMIMO(Multi−Input Multi−Output)方式で復調する復調手段とを備えたMIMOアンテナ装置において、
上記各アンテナ素子でそれぞれ受信された各無線信号の受信信号レベルを検出する検出手段と、
上記アンテナ素子のうちの少なくとも2つを上記復調手段に接続するスイッチ手段と、
上記少なくとも3つのアンテナ素子間の電磁的結合量を予め格納する格納手段と、
上記検出手段で検出された受信信号レベルと上記格納手段に格納された電磁的結合量とに基づいて上記スイッチ手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記検出手段で検出された受信信号レベルに基づき現在の伝送容量を計算し、上記検出手段で検出された受信信号レベルと上記格納手段に格納された電磁的結合量とに基づき、現在上記復調手段に接続されているアンテナ素子のうちの少なくとも1つを上記復調手段に接続されていない異なるアンテナ素子に切り換えた場合の推定された伝送容量を計算し、上記現在の伝送容量が上記推定された伝送容量未満になったとき、上記異なるアンテナ素子を上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とするMIMOアンテナ装置。 - 上記少なくとも3つのアンテナ素子は、初期状態において上記復調手段に接続されない1つの予備アンテナ素子を含み、
上記制御手段は、現在上記復調手段に接続されているアンテナ素子のうちのいずれか1つを上記予備アンテナ素子に切り換えた場合の推定された伝送容量を計算し、上記現在の伝送容量が上記推定された伝送容量未満になったとき、上記予備アンテナ素子を上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1記載のMIMOアンテナ装置。 - 上記少なくとも3つのアンテナ素子は、互いに異なる少なくとも2種類のアンテナ素子を含むことを特徴とする請求項1記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記少なくとも3つのアンテナ素子は、モノポールアンテナとスロットアンテナとを含むことを特徴とする請求項3記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記少なくとも3つのアンテナ素子のうち、互いに最も遠隔した2つのアンテナ素子はそれぞれモノポールアンテナであり、他のアンテナ素子はスロットアンテナであることを特徴とする請求項3記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記少なくとも3つのアンテナ素子のうち、互いに最も遠隔した2つのアンテナ素子はそれぞれスロットアンテナであり、他のアンテナ素子はモノポールアンテナであることを特徴とする請求項3記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記MIMOアンテナ装置は少なくとも4つのアンテナ素子を備え、
上記少なくとも4つのアンテナ素子のうち、互いに最も遠隔した2つのアンテナ素子に挟まれた内側の複数のアンテナ素子は、互いに異なる少なくとも2種類のアンテナ素子を含むことを特徴とする請求項3記載のMIMOアンテナ装置。 - 上記内側の複数のアンテナ素子は、モノポールアンテナとスロットアンテナとを含むことを特徴とする請求項7記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記制御手段は、上記MIMOアンテナ装置の電源投入時又はMIMO通信開始時に、上記少なくとも3つのアンテナ素子のうち、互いに最も遠隔した2つのアンテナ素子を上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1つに記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記制御手段は、上記MIMOアンテナ装置の電源投入時又はMIMO通信開始時に、上記検出手段で検出された受信信号レベルと上記格納手段に格納された電磁的結合量とに基づき、上記復調手段に接続可能なアンテナ素子のすべての組み合わせについて、推定された伝送容量をそれぞれ計算し、最良の伝送容量を達成するアンテナ素子の組み合わせを選択して上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1つに記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記制御手段は、上記MIMOアンテナ装置の電源投入時に選択されたアンテナ素子の組み合わせの履歴情報を記録し、最も選択された回数の多いアンテナ素子の組み合わせを選択して上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項10記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記制御手段は、MIMO通信開始時に選択されたアンテナ素子の組み合わせの履歴情報を記録し、最も選択された回数の多いアンテナ素子の組み合わせを選択して上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項10記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記制御手段は、MIMO通信開始時に選択されたアンテナ素子の組み合わせの履歴情報をアプリケーション毎に記録し、使用するアプリケーションに対して最も選択された回数の多いアンテナ素子の組み合わせを選択して上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項10記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記制御手段は、検出クロック時間毎に、上記現在の伝送容量及び上記推定された伝送容量を計算し、上記現在の伝送容量が上記推定された伝送容量未満になったとき、上記異なるアンテナ素子を上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1つにMIMOアンテナ装置。
- 上記検出クロック時間は、上記受信される無線信号のパイロット信号であることを特徴とする請求項14記載のMIMOアンテナ装置。
- 上記復調手段は、MIMO方式で変調された無線信号をさらに生成する変復調手段であり、
上記制御手段は、無線信号の送信時において、上記少なくとも3つのアンテナ素子のうち、無線信号の受信時に使用されたアンテナ素子を上記変復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1乃至15のうちのいずれか1つに記載のMIMOアンテナ装置。 - 複数の給電点をそれぞれ有し、無線信号をそれぞれ受信する少なくとも2つのアンテナ素子と、
上記少なくとも2つのアンテナ素子でそれぞれ受信された無線信号をMIMO(Multi−Input Multi−Output)方式で復調する復調手段とを備えたMIMOアンテナ装置において、
上記各アンテナ素子でそれぞれ受信された各無線信号の受信信号レベルを検出する検出手段と、
上記各アンテナ素子において、上記複数の給電点のうちのいずれか1つを上記復調手段にそれぞれ接続するスイッチ手段と、
上記復調手段に接続可能な上記給電点の組み合わせ毎に、上記少なくとも2つのアンテナ素子間の電磁的結合量を予め格納する格納手段と、
上記検出手段で検出された受信信号レベルと上記格納手段に格納された電磁的結合量とに基づいて上記スイッチ手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記検出手段で検出された受信信号レベルに基づき現在の伝送容量を計算し、上記検出手段で検出された受信信号レベルと上記格納手段に格納された電磁的結合量とに基づき、現在上記復調手段に接続されているアンテナ素子の給電点のうちの少なくとも1つを同じアンテナ素子の他の給電点に切り換えた場合の推定された伝送容量を計算し、上記現在の伝送容量が上記推定された伝送容量未満になったとき、上記他の給電点を上記復調手段に接続するように上記スイッチ手段を制御することを特徴とするMIMOアンテナ装置。 - 請求項1乃至17のうちのいずれか1つに記載のMIMOアンテナ装置を備えたことを特徴とする無線通信装置。
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