JP2009268093A - マルチアンテナ装置、移動端末およびマルチアンテナ通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチアンテナ装置、移動端末およびマルチアンテナ通信システムを提供する。
【解決手段】マルチアンテナ装置は、ＭＩＭＯ方式で相手通信装置からの下りＲＦ信号を受信し、受信した下りＲＦ信号を信号処理モジュールに送信し、かつ、信号処理モジュールからの上りＲＦ信号を受信し、ＭＩＭＯ方式で該上りＲＦ信号を相手通信装置に送信するＭＩＭＯアンテナモジュールと、前記下りＲＦ信号を、移動端末が識別可能な下り信号に変換して、端末通信モジュールに送信し、かつ、端末通信モジュールからの上り信号を上りＲＦ信号に変換して、ＭＩＭＯアンテナモジュールに送信する信号処理モジュールと、信号処理モジュールからの下り信号を移動端末に送信し、かつ、移動端末からの上り信号を信号処理モジュールに送信する端末通信モジュールと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は移動通信技術に関し、特に、多入力多出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）技術に基づくマルチアンテナ装置、移動端末およびマルチアンテナ通信システムに関する。

無線通信技術が次第に成熟しているに伴って、移動ユーザ数は指数的に増えている。そして、将来の移動通信は、伝送レート、性能およびシステムのサービス容量などの面で、無線通信システムに対してより高い要求を提出している。この状況に対して、高効率の符号化、変調および信号処理を実現できるＭＩＭＯ技術が台頭し始めた。ＭＩＭＯ技術の核心は、複数のアンテナを用いてマルチ送受信を実現することにより、空間リソースを十分に開発することである。適切なチャネルの条件で、ＭＩＭＯシステムのチャネル容量が近似的に送受信アンテナ数の最小値に正比例するため、周波数リソースおよびアンテナの送信電力を増やすことなく、チャネル容量および周波数利用効率を倍的に向上させることができる。

ＭＩＭＯ技術を採用したＭＩＭＯシステムにおいて、送信側では、送信対象信号に対して、まず誤り訂正機能を提供できるチャネル符号化を行い、次いで時空間・空間周波数・時空間周波数の符号化を行い、その後、複数の送信アンテナにより同時または一定の時間順に従って送信する。受信側では、複数の受信アンテナにより同時または一定の時間順に従って送信側からの信号を受信して、順次に時空間・空間周波数・時空間周波数の復号およびチャネル復号を行うことで、復号結果を送信対象信号のオリジナル情報とする。シングルアンテナシステムに比べて、ＭＩＭＯシステム内のマルチアンテナによって生成された多重利得、ダイバーシティ利得およびマルチユーザ利得は、データ伝送レートを効果的に向上させ、よりよいユーザ体験をもたらすことができる。

ＭＩＭＯ技術が既に成熟したが、現在、実際に応用されている無線通信システムにおいて、物理サイズの制限で、移動端末にシングルアンテナまたはダブルアンテナしか収容できない。そのため、基地局のようなネットワーク側装置が複数のアンテナを有しても、システムのチャネル容量および周波数利用効率は、移動端末側のアンテナ数が少なすぎることにより制限され、さらに、移動端末とネットワーク側との通信中のデータ伝送レートは比較的に低い。

本発明は、移動端末とネットワーク側との間のデータ伝送レートを向上させることができるマルチアンテナ装置を提供している。

本発明に係るマルチアンテナ装置において、
多入力多出力（ＭＩＭＯ）方式で相手通信装置からの下りＲＦ信号を受信し、受信した下りＲＦ信号を信号処理モジュールに送信し、かつ、信号処理モジュールからの上りＲＦ信号を受信し、ＭＩＭＯ方式で該上りＲＦ信号を相手通信装置に送信するＭＩＭＯアンテナモジュールと、
前記下りＲＦ信号を、移動端末が識別可能な下り信号に変換して、端末通信モジュールに送信し、かつ、端末通信モジュールからの上り信号を、上りＲＦ信号に変換して、ＭＩＭＯアンテナモジュールに送信する信号処理モジュールと、
前記信号処理モジュールからの下り信号を移動端末に送信し、かつ、移動端末からの上り信号を信号処理モジュールに送信する端末通信モジュールと、を含む。

また、本発明は、マルチアンテナ装置と組み合わせて、移動端末とネットワーク側との間のデータ伝送レートを向上させることができる移動端末を提供している。

本発明に係る移動端末において、
マルチアンテナ装置からの下り信号を受信して、該移動端末の信号処理モジュールに送信し、かつ、前記信号処理モジュールから送信された上り信号をマルチアンテナ装置に送信する端末通信モジュールと、
前記端末通信モジュールからの下り信号を用いて情報の再構成および配信処理を行い、かつ、所属する移動端末で生成された上り信号を前記端末通信モジュールに送信する信号処理モジュールと、を含む。

また、本発明は、移動端末とネットワーク側との間のデータ伝送レートを向上させることができるマルチアンテナ通信システムを提供している。

本発明に係るマルチアンテナ通信システムにおいて、
多入力多出力（ＭＩＭＯ）方式で相手通信装置からの下りＲＦ信号を受信し、該下りＲＦ信号を、前記移動端末が識別可能な下り信号に変換して、該移動端末に送信し、かつ、移動端末からの上りＲＦ信号を受信し、ＭＩＭＯ方式で該上りＲＦ信号を相手通信装置に送信するマルチアンテナ装置と、
前記マルチアンテナ装置からの下り信号を受信し、該下り信号を用いて情報の再構成および配信処理を行い、かつ、自身で生成された上り信号を前記マルチアンテナ装置に送信する移動端末と、を含む。

上記解決手段からわかるように、本発明に係るマルチアンテナ装置によれば、移動端末は、該マルチアンテナ装置における複数のアンテナを用いて、外部装置とＭＩＭＯ方式での通信を行うことができ、送信しようとする信号を若干の並列信号ストリームに変換して、かつ同じ周波数帯で各自のアンテナを利用して同時に送信することで、ＭＩＭＯ技術による多重利得およびダイバーシティ利得を得ることができる。通常、伝送レートが送信セットおよび受信セット内の最小アンテナ数に正比例するため、従来のシングルアンテナまたはダブルアンテナの移動端末に比べて、本発明の解決手段は、より高い信号伝送レートを提供することができる。これにより、物理サイズの制限で複数のアンテナを収容できない移動端末による伝送レートの低下という従来技術の課題を解決することができる。

また、アンテナ数の増加に従って、移動端末、マルチアンテナ装置およびネットワーク側装置で構成された通信システムのチャネル容量は、線形に増加する。そして、このチャネル容量の増加は、余計な帯域幅を占用する必要がなく、余計な送信電力を消耗する必要もない。

一方、マルチアンテナの応用によって、通信中の信号品質を効果的に向上させることができ、かつカバー半径も効果的に増大させるため、従来のシングルアンテナまたはダブルアンテナの移動端末に比べて、本発明の解決手段はより遠い距離の情報伝送を実現することができる。

本発明に係るマルチアンテナ装置の例示的な構成図である。 本発明に係る移動端末の例示的な構成図である。 本発明の実施例１に係るマルチアンテナ通信システムの構成を示す図である。 本発明の実施例２に係るマルチアンテナ通信システムの構成を示す図である。 本発明の実施例３に係るマルチアンテナ通信システムの構成を示す図である。 本発明の実施例に係るマルチアンテナ通信システムとローカル無線通信装置との通信を示す図である。 本発明の実施例に係るマルチアンテナ装置が充電器に統合されることを示す図である。

本発明の目的、解決手段をさらに明確にするように、以下、図面を参照して実施例を挙げながら、本発明についてさらに詳しく説明する。

本発明では、少なくとも２本のアンテナを有し、移動端末とネットワーク側または他の通信装置との通信の掛け橋となるマルチアンテナ装置が提供されている。そして、該マルチアンテナ装置は、大きな空間を占用する必要がなく、携帯式装置であってよい。

本発明において、マルチアンテナ装置は、ＭＩＭＯ方式で相手通信装置からの下りＲＦ信号を受信し、該下りＲＦ信号を前記移動端末が識別可能な下り信号に変換して、該移動端末に送信し、かつ、移動端末からの上りＲＦ信号を受信し、ＭＩＭＯ方式で該上りＲＦ信号を相手通信装置に送信する。移動端末は、マルチアンテナ装置からの下り信号を受信し、該下り信号を用いて情報の再構成および配信処理を行い、かつ、自身で生成された上り信号をマルチアンテナ装置に送信する。

図１は本発明に係るマルチアンテナ装置の例示的な構成を示す。図１を参照すると、該マルチアンテナ装置は、ＭＩＭＯアンテナモジュールと、信号処理モジュールと、端末通信モジュールとを含む。ＭＩＭＯアンテナモジュールは、ＭＩＭＯ方式で外部からのＲＦ信号を受信し、受信したＲＦ信号を信号処理モジュールに送信し、かつ、信号処理モジュールからのＲＦ信号を受信し、ＭＩＭＯ方式で該ＲＦ信号を外部に送信する。信号処理モジュールは、ＭＩＭＯアンテナモジュールからのＲＦ信号を、移動端末が識別可能な下り信号に変換して、端末通信モジュールに送信し、かつ、端末通信モジュールからの上り信号を上りＲＦ信号に変換して、ＭＩＭＯアンテナモジュールに送信する。端末通信モジュールは、信号処理モジュールからの信号を移動端末に送信し、かつ、移動端末からの上り信号を信号処理モジュールに送信する。

図２は本発明に係る移動端末の例示的な構成を示す。図２を参照すると、該移動端末は、端末通信モジュールと、信号処理モジュールとを含む。端末通信モジュールは、マルチアンテナ装置からの下り信号を受信し、該移動端末の信号処理モジュールに送信し、かつ、該信号処理モジュールから送信された上り信号をマルチアンテナ装置に送信する。信号処理モジュールは、端末通信モジュールからの下り信号を用いて情報の再構成および配信処理を行い、かつ、所属する移動端末で生成された上り信号を端末通信モジュールに送信する。

本発明に係るマルチアンテナ装置および移動端末を合わせて、マルチアンテナ通信システムを構成するようにしてもよい。これにより、ＭＩＭＯ方式の情報伝送を実現することができる。

上記説明からわかるように、本発明に係るマルチアンテナ装置によれば、移動端末は、該マルチアンテナ装置における複数のアンテナを用いて、外部装置とＭＩＭＯ方式での通信を行うことができ、送信しようとする信号を若干の並列信号ストリームに変換して、かつ同じ周波数帯で各自のアンテナを利用して同時に送信することで、ＭＩＭＯ技術による多重利得およびダイバーシティ利得を得ることができる。通常、伝送レートが送信セットおよび受信セット内の最小アンテナ数に正比例するため、従来のシングルアンテナまたはダブルアンテナの移動端末に比べて、本発明の解決手段は、より高い信号伝送レートを提供することができる。これにより、物理サイズの制限で複数のアンテナを収容できない移動端末による伝送レートの低下という従来技術の課題を解決することができる。

また、アンテナ数の増加に従って、移動端末、マルチアンテナ装置およびネットワーク側装置で構成された通信システムのチャネル容量は、線形に増加する。そして、このチャネル容量の増加は、余計な帯域幅を占用する必要がなく、余計な送信電力を消耗する必要もない。

一方、マルチアンテナの応用によって、通信中の信号品質を効果的に向上させることができ、かつカバー半径も効果的に増大させるため、従来のシングルアンテナまたはダブルアンテナの移動端末に比べて、本発明の解決手段はより遠い距離の情報伝送を実現することができる。

本発明において、マルチアンテナ装置は、無線方式または有線方式で移動端末との信号やりとりを行うようにしてもよい。また、移動端末は、マルチアンテナ装置を介して、基地局のようなネットワーク側装置、無線ＬＡＮアクセスポイント、またはコンピュータのようなローカル無線通信装置との通信を行うようにしてもよい。

（実施例１）
本実施例において、マルチアンテナ装置は、短距離無線通信方式で移動端末と接続し、かつ、ＭＩＭＯ方式で無線通信ネットワーク装置との通信を行う。以下、セルラーネットワーク内の基地局を無線通信ネットワーク装置とする例で説明する。

図３は本実施例に係るマルチアンテナ通信システムの構成を示す。図３を参照すると、該システムは、マルチアンテナ装置と移動端末とを含み、ここで、マルチアンテナ装置と基地局との間はセルラーネットワークチャネルであり、マルチアンテナ装置と移動端末との間は短距離無線通信チャネルである。

マルチアンテナ装置は、ＭＩＭＯアンテナモジュールと、信号処理モジュールと、短距離無線通信送受信機とを含む。ＭＩＭＯアンテナモジュールは、セルラーネットワークチャネルを介して基地局からの下りＲＦ信号を受信し、該下りＲＦ信号を所属するマルチアンテナ装置の信号処理モジュールに送信し、かつ、信号処理モジュールからの上りＲＦ信号を受信し、該上りＲＦ信号をセルラーネットワークチャネルを介して基地局に送信する。信号処理モジュールは、ＭＩＭＯアンテナモジュールから送信された下りＲＦ信号を受信し、該下りＲＦ信号に対してＲＦフロントエンド処理、フィルタリング、アナログデジタル変換および復調処理を行って、下りベースバンド信号を得、次いで該下りベースバンド信号を短距離無線ＲＦ信号に変換して、所属するマルチアンテナ装置の短距離無線通信送受信機に送信し、かつ、短距離無線通信送受信機からの短距離無線ＲＦ信号を受信して、上りベースバンド信号に変換し、次いで該上りベースバンド信号に対して変調およびデジタルアナログ変換処理を行って、上りＲＦ信号を得て、ＭＩＭＯアンテナモジュールに送信する。短距離無線通信送受信機は、信号処理モジュールからの短距離無線ＲＦ信号を受信し、移動端末との間の短距離無線通信チャネルを介して、該短距離無線ＲＦ信号を移動端末に送信し、かつ、短距離無線通信チャネルを介して、移動端末から送信された短距離無線ＲＦ信号を受信して、所属するマルチアンテナ装置の信号処理モジュールに転送する。

移動端末は、短距離無線通信送受信機と、信号処理モジュールとを含む。短距離無線通信送受信機は、マルチアンテナ装置からの短距離無線ＲＦ信号を受信し、該信号を所属する移動端末の信号処理モジュールに送信し、かつ、所属する移動端末の信号処理モジュールからの短距離無線通信信号を受信し、該信号をマルチアンテナ装置に送信する。移動端末の信号処理モジュールは、短距離無線通信送受信機からの短距離無線ＲＦ信号を下りベースバンド信号に変換し、移動端末における既存の各アプリケーションモジュールが再構成および配信の結果に基づいて対応の処理を実行できるように、該下りベースバンド信号に対して情報の再構成および配信処理を行い、かつ、移動端末で生成された上りベースバンド信号を短距離無線ＲＦ信号に変換して、所属する移動端末の短距離無線送受信機に送信する。

本実施例に係るマルチアンテナ装置および移動端末を採用して情報を伝送する場合、下り方向では、下りＲＦ信号は、基地局から送信され、ＭＩＭＯ方式でセルラーネットワークチャネルにおいて本実施例に係るマルチアンテナ装置のＭＩＭＯアンテナモジュールに伝送され、次いで該装置の信号処理モジュールに到着する。該信号処理モジュールにおいて、下りＲＦ信号は、ＲＦフロントエンド処理、フィルタリング、アナログデジタル変換および復調処理を経て、ベースバンド信号になり、さらに、移動端末が識別可能な短距離無線ＲＦ信号に変換されて、マルチアンテナ装置の短距離無線通信送受信機に送信される。該短距離無線通信送受信機は、マルチアンテナ装置と移動端末との間の短距離無線通信チャネルにおいて、短距離無線ＲＦ信号を、移動端末が識別可能な下り信号として、移動端末の短距離無線通信送受信機に送信する。移動端末の短距離無線通信送受信機は、受信した短距離無線ＲＦ信号を該移動端末の信号処理モジュールに送信する。そして、該信号処理モジュールは、該短距離無線ＲＦ信号を下りベースバンド信号に変換し、移動端末のアプリケーションモジュールが該信号を用いて後続処理を行えるように、該下りベースバンド信号に対して情報の再構成および配信処理を行う。

上り方向では、移動端末の信号処理モジュールにおいて、移動端末から基地局に送信しようとする上りベースバンド信号は、短距離無線ＲＦ信号に変換され、上り信号として、該移動端末の短距離無線送受信機で短距離無線通信チャネルにおいてマルチアンテナ装置の短距離無線通信送受信機に伝送される。マルチアンテナ装置の信号処理モジュールに到着した該上りベースバンド信号に対して、変調およびデジタルアナログ変換処理を行って得られた上りＲＦ信号は、マルチアンテナ装置のＭＩＭＯアンテナモジュールによってＭＩＭＯ方式でセルラーネットワークチャネルにおいて基地局に送信される。

本実施例に係る短距離無線通信方式は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）方式またはウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）方式であってよい。このように、通信中の短距離無線通信信号は、ＷＬＡＮまたはＵＷＢプロトコルを搭載した信号である。該短距離無線通信方式が従来のいかなる短距離無線通信方式であってもよいことは言うまでもない。

また、本実施例に係るマルチアンテナ装置内部のＭＩＭＯアンテナモジュールは、複数の無線ネットワーク通信アンテナであってもよい。また、信号処理モジュールは、無線ネットワークＭＩＭＯ送受信機によって実現されるようにしてもよい。

（実施例２）
本実施例において、マルチアンテナ装置は、有線方式で移動端末と接続し、かつ、ＭＩＭＯ方式で無線通信ネットワーク装置との通信を行う。以下、やはりセルラーネットワーク内の基地局を無線通信ネットワーク装置とする例で説明する。

図４は本実施例に係るマルチアンテナ通信システムの構成を示す。図４を参照すると、該システムは、マルチアンテナ装置と移動端末とを含み、ここで、マルチアンテナ装置と基地局との間はセルラーネットワークチャネルであり、マルチアンテナ装置と移動端末との間は有線接続である。

本実施例に係るマルチアンテナ装置は、ＭＩＭＯアンテナモジュールと、信号処理モジュールと、有線インターフェースモジュールとを含む。ＭＩＭＯアンテナモジュールは、セルラーネットワークチャネルを介して基地局からの下りＲＦ信号を受信し、該下りＲＦ信号を所属するマルチアンテナ装置の信号処理モジュールに送信し、かつ、信号処理モジュールからの上りＲＦ信号を受信し、該上りＲＦ信号をセルラーネットワークチャネルを介して基地局に送信する。信号処理モジュールは、ＭＩＭＯアンテナモジュールから送信された下りＲＦ信号を受信し、該下りＲＦ信号に対してＲＦフロントエンド処理、フィルタリング、アナログデジタル変換および復調処理を行って、下りベースバンド信号を得、次いで該下りベースバンド信号を所属するマルチアンテナ装置の有線インターフェースモジュールに送信し、かつ、有線インターフェースモジュールからの上りベースバンド信号を受信し、次いで該上りベースバンド信号に対して変調およびデジタルアナログ変換処理を行って、上りＲＦ信号を得て、ＭＩＭＯアンテナモジュールに送信する。有線インターフェースモジュールは、信号処理モジュールからの下りベースバンド信号を受信し、該ベースバンド信号を移動端末に送信し、かつ、移動端末から送信された上りベースバンド信号を受信して、所属するマルチアンテナ装置の信号処理モジュールに転送する。

上記からわかるように、ここでのマルチアンテナ装置のＭＩＭＯアンテナモジュールは実施例１と全く同じであるが、信号処理モジュールはベースバンド信号と短距離ＲＦ信号との間の変換が省略されている。

移動端末は、有線インターフェースモジュールと、信号処理モジュールとを含む。有線インターフェースモジュールは、マルチアンテナ装置からの下りベースバンド信号を受信し、該信号を所属する移動端末の信号処理モジュールに送信し、かつ、所属する移動端末の信号処理モジュールから送信された上りベースバンド信号を受信し、該信号をマルチアンテナ装置に送信する。移動端末の信号処理モジュールは、該移動端末における既存の各アプリケーションモジュールが再構成および配信の結果に基づいて対応の後続処理を実行できるように、所属する移動端末からの下りベースバンド信号に対して情報の再構成および配信処理を行い、かつ、移動端末で生成された上りベースバンド信号を所属する移動端末の有線インターフェースモジュールに送信する。

本実施例に係るマルチアンテナ装置と移動端末とを組み合わせて情報を送信する場合、下り方向では、下りＲＦ信号は、基地局から送信され、ＭＩＭＯ方式でセルラーネットワークチャネルにおいて本実施例に係るマルチアンテナ装置のＭＩＭＯアンテナモジュールに伝送され、次いで該装置の信号処理モジュールに到着する。該信号処理モジュールにおいて、下りＲＦ信号は、ＲＦフロントエンド処理、フィルタリング、アナログデジタル変換および復調処理を経て、下りベースバンド信号になり、マルチアンテナ装置の有線インターフェースモジュールに伝送される。該有線インターフェースモジュールは、下りベースバンド信号を移動端末が識別可能な下り信号として、移動端末の有線インターフェースモジュールに送信する。移動端末の有線インターフェースモジュールは、受信したベースバンド信号を該移動端末の信号処理モジュールに送信する。そして、該信号処理モジュールにおいて、移動端末における各アプリケーションモジュールが該信号を用いて後続処理を行えるように、該下りベースバンド信号に対して情報の再構成処理を実行する。

上り方向では、移動端末の信号処理モジュールにおいて、移動端末から基地局に送信しようとする上りベースバンド信号は、上り信号として、該移動端末の有線インターフェースモジュールを介してマルチアンテナ装置の有線インターフェースモジュールに送信される。マルチアンテナ装置の信号処理モジュールに到着した該上りベースバンド信号に対して、変調およびデジタルアナログ変換処理を行って得られた上りＲＦ信号は、マルチアンテナ装置のＭＩＭＯアンテナモジュールによってＭＩＭＯ方式でセルラーネットワークチャネルにおいて基地局に送信される。

本実施例に係るマルチアンテナ装置内部のＭＩＭＯアンテナモジュールは、複数のセルラーネットワーク通信アンテナであってもよい。また、信号処理モジュールは、セルラーネットワークＭＩＭＯ送受信機によって実現されるようにしてもよい。

（実施例３）
実施例２に類似し、本実施例においても、マルチアンテナ装置は、有線方式で移動端末と接続し、かつ、ＭＩＭＯ方式で無線通信ネットワーク装置との通信を行う。実施例２との相違点は、本実施例において、マルチアンテナ装置で復調および変調処理を実行せず、移動端末で復調および変調処理を実行することによって、デジタル信号とベースバンド信号との間の変換を実現することである。以下、やはりセルラーネットワーク内の基地局を無線通信ネットワーク装置とする例で説明する。

図５は本実施例に係るマルチアンテナ通信システムの構成を示す。図５を参照すると、該システムは、マルチアンテナ装置と移動端末とを含み、ここで、マルチアンテナ装置と基地局との間はセルラーネットワークチャネルであり、マルチアンテナ装置と移動端末との間は有線接続である。

本実施例に係るマルチアンテナ装置において、周波数変換および前処理モジュールで信号処理を実現する。もちろん、該周波数変換および前処理モジュールを信号処理モジュールと見なすようにしてもよい。ここでのＭＩＭＯアンテナモジュールは実施例２と全く同じである。

マルチアンテナ装置の周波数変換および前処理モジュールは、ＭＩＭＯアンテナモジュールから送信された下りＲＦ信号を受信し、該下りＲＦ信号に対してＲＦフロントエンド処理、フィルタリング、周波数変換およびアナログデジタル変換処理を行って、下りデジタル信号を得て、該下りデジタル信号を所属するマルチアンテナ装置の有線インターフェースモジュールに送信し、かつ、有線インターフェースモジュールからの上りデジタル信号を受信し、次いで該上りデジタル信号に対してデジタルアナログ変換および周波数変換処理を行って、上りＲＦ信号を得て、ＭＩＭＯアンテナモジュールに送信する。有線インターフェースモジュールは、信号処理モジュールからの下りデジタル信号を受信し、該デジタル信号を移動端末に送信し、かつ、移動端末から送信された上りデジタル信号を受信して、所属するマルチアンテナ装置の周波数変換および前処理モジュールに転送する。

移動端末は、有線インターフェースモジュールと、信号処理モジュールとを含む。有線インターフェースモジュールは、マルチアンテナ装置からの下りデジタル信号を受信し、該信号を所属する移動端末の信号処理モジュールに送信し、かつ、所属する移動端末の信号処理モジュールから送信された上りデジタル信号を受信し、該信号をマルチアンテナ装置に送信する。移動端末の信号処理モジュールは、有線インターフェースモジュールからの下りデジタル信号に対して復調処理を行って、下りベースバンド信号を得、該移動端末における既存の各アプリケーションモジュールが再構成および配信の結果に基づいて対応の後続処理を実行できるように、該下りベースバンド信号に対して情報の最構成および配信処理を行い、かつ、移動端末で生成された上りベースバンド信号を上りデジタル信号に変調し、所属する移動端末の有線インターフェースモジュールに送信する。上記からわかるように、実施例１および実施例２に比べて、本実施例において、移動端末の信号処理モジュールは、変調および復調の処理が追加されている。

本実施例に係るマルチアンテナ装置と移動端末とを組み合わせて情報を伝送する場合、下り方向では、下りＲＦ信号は、基地局から送信され、ＭＩＭＯ方式でセルラーネットワークチャネルにおいて本実施例に係るマルチアンテナ装置のＭＩＭＯアンテナモジュールに伝送され、次いで該装置の周波数変換および前処理モジュールに到着する。該周波数変換および前処理モジュールにおいて、下りＲＦ信号は、ＲＦフロントエンド処理、フィルタリング、周波数変換およびアナログデジタル変換処理を経て、下りデジタル信号になり、マルチアンテナ装置の有線インターフェースモジュールに伝送される。該有線インターフェースモジュールは、下りデジタル信号を移動端末が識別可能な下り信号として、移動端末内の有線インターフェースモジュールに送信する。移動端末の有線インターフェースモジュールは、受信した下りデジタル信号を該移動端末内の信号処理モジュールに送信する。そして、該信号処理モジュールにおいて、該下りデジタル信号が復調処理を経て、下りベースバンド信号になり、次いで、移動端末における各アプリケーションモジュールが該信号を用いて後続処理を行えるように、該下りベースバンド信号に対して情報の再構成処理を実行する。

上り方向では、移動端末内の信号処理モジュールにおいて、移動端末から基地局に送信しようとする上りベースバンド信号を上りデジタル信号に変調して、上り信号として、該移動端末の有線インターフェースモジュールを介してマルチアンテナ装置内の有線インターフェースモジュールに送信する。マルチアンテナ装置内の周波数変換および前処理モジュールに到着した該上りデジタル信号はが、デジタルアナログ変換および周波数変換処理を経て、ベースバンド信号から上りＲＦ信号に変換されて、マルチアンテナ装置内のＭＩＭＯアンテナモジュールによってＭＩＭＯ方式でセルラーネットワークチャネルにおいて基地局に送信される。

上記実施例２および実施例３において、マルチアンテナ装置と移動端末の有線インターフェースモジュールは両方とも、プラグ可能なマルチアンテナ有線インターフェースによって実現されるようにしてもよい。

以上は、移動端末がマルチアンテナ装置によってＭＩＭＯ方式でセルラーネットワーク内の基地局との通信を実現する例示に過ぎず、該マルチアンテナ装置は、移動端末とローカル無線通信装置との間の情報伝送を実現することもできる。図６は、本発明に係るマルチアンテナ装置および移動端末を含むマルチアンテナ通信システムとローカル無線通信装置との通信を示す。図６を参照すると、マルチアンテナ装置とローカル無線通信装置との間は短距離無線通信チャネルであるが、マルチアンテナ装置と移動端末は両方とも、上記実施例１、２または３の実現方式を採用するようにしてもよい。これにより、移動端末は該マルチアンテナ装置によって、ＭＩＭＯ方式でローカル無線通信装置との情報やりとりを行うことができる。もちろん、図６のローカル無線通信装置を無線ＬＡＮアクセスポイントに取り替えるようにしてもよい。

上記の基地局、ローカル無線通信装置および無線ＬＡＮアクセスポイントは両方とも、相手通信装置の表現形式と見なされるようにしてもよい。相手通信装置がローカル無線通信装置や無線ＬＡＮアクセスポイントである場合、マルチアンテナ装置のＭＩＭＯアンテナモジュールは複数の短距離無線通信アンテナを含む。

もちろん、本発明実施例に係るマルチアンテナ装置は、充電器、携帯電話ホルダー、携帯電話のジャケット（ｐｈｏｎｅ ｊａｃｋｅｔ）、ノートパソコンなどのような携帯式装置に統合されるようにしてもよい。これにより、ユーザが該装置を使用する際の便利さを増やすと共に、該マルチアンテナ装置は該携帯式装置の電池を採用して自身に電力を提供するようにしてもよい。図７は本発明実施例に係るマルチアンテナ装置が充電器に統合されることを示す。図７を参照すると、マルチアンテナ装置が統合される充電器は、マルチアンテナ装置と、充電式電池と、従来の充電回路およびインターフェースと、を含む。図７の充電器は、充電回路およびインターフェースが外部電源と接続されている場合、充電式電池に充電する。充電式電池に十分の電量さえあれば、該充電器は、電源と接続されているかどうかにもかかわらず、マルチアンテナ装置に電力を提供することができる。ここで、マルチアンテナ装置は上記実施例１、２または３の方式に従って、相手装置と移動端末との通信に掛け橋の役割を果たすようにしてもよい。

また、本発明に係るマルチアンテナ装置は、例えばケーブルテレビのセットトップボックス、時計、玩具およびアクセサリーなどの日常オフィスまたは家庭環境内によくある装置の内部に統合されるようにしてもよい。

要するに、本発明では、複数のアンテナを含むマルチアンテナ装置を提供することで、物理サイズの制限でより多くのアンテナを設置できない移動端末は、ＭＩＭＯ方式で相手通信装置との情報伝送を行うことができ、より高い伝送レートおよびより遠い伝送距離を得ることができる。

上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (13)

1. マルチアンテナ装置であって、
   多入力多出力（ＭＩＭＯ）方式で相手通信装置からの下りＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を受信し、受信した下りＲＦ信号を信号処理モジュールに送信し、かつ、信号処理モジュールからの上りＲＦ信号を受信し、ＭＩＭＯ方式で該上りＲＦ信号を相手通信装置に送信するＭＩＭＯアンテナモジュールと、
   前記下りＲＦ信号を、移動端末が識別可能な下り信号に変換して、端末通信モジュールに送信し、かつ、端末通信モジュールからの上り信号を、上りＲＦ信号に変換して、ＭＩＭＯアンテナモジュールに送信する信号処理モジュールと、
   前記信号処理モジュールからの下り信号を移動端末に送信し、かつ、移動端末からの上り信号を信号処理モジュールに送信する端末通信モジュールと、
   を含むことを特徴とするマルチアンテナ装置。
2. 前記端末通信モジュールは、短距離無線通信送受信機であり、
   前記信号処理モジュールは、前記下りＲＦ信号に対してＲＦフロントエンド処理、フィルタリング、アナログデジタル変換および復調処理を行って、下りベースバンド信号を得、次いで該下りベースバンド信号を短距離無線ＲＦ信号に変換して、前記移動端末が識別可能な下り信号とし、かつ、前記短距離無線通信送受信機からの短距離無線ＲＦ信号を受信して、上りベースバンド信号に変換し、次いで該上りベースバンド信号に対して変調およびデジタルアナログ変換処理を行って、前記上りＲＦ信号を得、
   前記短距離無線通信送受信機は、移動端末との間の短距離無線通信チャネルを介して、前記短距離無線ＲＦ信号を該移動端末に送信し、かつ、前記短距離無線通信チャネルを介して、移動端末から送信された、前記上り信号である短距離無線ＲＦ信号を受信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチアンテナ装置。
3. 前記短距離無線ＲＦ信号が無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）信号またはウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）信号であることを特徴とする請求項２に記載のマルチアンテナ装置。
4. 前記端末通信モジュールは、有線インターフェースモジュールであり、
   前記信号処理モジュールは、前記下りＲＦ信号に対してＲＦフロントエンド処理、フィルタリング、アナログデジタル変換および復調処理を行って、下りベースバンド信号を得て、前記移動端末が識別可能な下り信号とし、かつ、前記有線インターフェースモジュールからの上りベースバンド信号を受信し、次いで該上りベースバンド信号に対して変調およびデジタルアナログ変換処理を行って、前記上りＲＦ信号を得る、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチアンテナ装置。
5. 前記端末通信モジュールは、有線インターフェースモジュールであり、
   前記信号処理モジュールは、前記下りＲＦ信号に対してＲＦフロントエンド処理、フィルタリング、周波数変換およびアナログデジタル変換処理を行って、下りデジタル信号を得て、前記移動端末が識別可能な下り信号とし、かつ、前記有線インターフェースモジュールからの上りデジタル信号を受信し、次いで該上りデジタル信号に対してデジタルアナログ変換および周波数変換処理を行って、前記上りＲＦ信号を得る、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチアンテナ装置。
6. 前記相手通信装置は無線ネットワークの基地局であり、前記ＭＩＭＯアンテナモジュールは複数の無線ネットワーク通信アンテナを含み、または、
   前記相手通信装置はローカル無線通信装置またはＷＬＡＮアクセスポイントであり、前記ＭＩＭＯアンテナモジュールは複数の短距離無線通信アンテナを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチアンテナ装置。
7. 前記マルチアンテナ装置が携帯式装置に統合されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のマルチアンテナ装置。
8. 移動端末であって、
   マルチアンテナ装置からの下り信号を受信して、該移動端末の信号処理モジュールに送信し、かつ、前記信号処理モジュールから送信された上り信号をマルチアンテナ装置に送信する端末通信モジュールと、
   前記端末通信モジュールからの下り信号を用いて情報の再構成および配信処理を行い、かつ、所属する移動端末で生成された上り信号を前記端末通信モジュールに送信する信号処理モジュールと、
   を含むことを特徴とする移動端末。
9. 前記端末通信モジュールは短距離無線通信送受信機であり、前記上り信号は前記信号処理モジュールからの短距離無線ＲＦ信号であり、前記下り信号はマルチアンテナ装置からの短距離無線ＲＦ信号であり、
   前記信号処理モジュールは、さらに、前記短距離無線通信送受信機から送信された、前記下り信号である短距離無線ＲＦ信号を下りベースバンド信号に変換し、該下りベースバンド信号に対して情報の再構成および配信処理を行い、かつ、前記移動端末で生成された上りベースバンド信号を短距離無線ＲＦ信号に変換して、前記上り信号とする、
   ことを特徴とする請求項８に記載の移動端末。
10. 前記端末通信モジュールは有線インターフェースモジュールであり、前記上り信号は上りベースバンド信号であり、前記下り信号は下りベースバンド信号であることを特徴とする請求項８に記載の移動端末。
11. 前記端末通信モジュールは有線インターフェースモジュールであり、前記上り信号は上りデジタル信号であり、前記下り信号は下りデジタル信号であり、
    前記信号処理モジュールは、さらに、前記下りデジタル信号に対して復調処理を行って、下りベースバンド信号を得、該下りベースバンド信号に対して情報の再構成および配信処理を行い、かつ、前記移動端末で生成された上りベースバンド信号を前記上りデジタル信号に変調する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の移動端末。
12. マルチアンテナ通信システムであって、
    多入力多出力（ＭＩＭＯ）方式で相手通信装置からの下りＲＦ信号を受信し、該下りＲＦ信号を、前記移動端末が識別可能な下り信号に変換して、該移動端末に送信し、かつ、移動端末からの上りＲＦ信号を受信し、ＭＩＭＯ方式で該上りＲＦ信号を相手通信装置に送信するマルチアンテナ装置と、
    前記マルチアンテナ装置からの下り信号を受信し、該下り信号を用いて情報の再構成および配信処理を行い、かつ、自身で生成された上り信号を前記マルチアンテナ装置に送信する移動端末と、
    を含むことを特徴とするマルチアンテナ通信システム。
13. 前記マルチアンテナ装置は、短距離無線通信方式または有線接続方式により前記移動端末との通信を行うことを特徴とする請求項１２に記載のマルチアンテナ通信システム。

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