JP2010118738A - 無線通信システム、通信装置、および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のアンテナにおいて品質測定用リファレンス信号を送信するシステムにおいて、待機アンテナ数が増えることによる通信品質の劣化を抑制すること
【解決手段】３つまたはそれを超える数のアンテナを備える第１の通信装置と、第１の通信装置が送信したデータを受信する第２の通信装置とを備える無線通信システムにおいて、第１の通信装置は、伝搬路の品質測定用のリファレンス信号を、アンテナのうち、データの送信に用いている送信アンテナと、送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとから送信し、第２の通信装置は、送信アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質と、一部の待機アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質とから、第１の通信装置がデータを送信する際に用いるアンテナを決定する送信アンテナ決定部を具備することを特徴とする無線通信システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システム、通信装置、および無線通信方法に関する。

基地局装置からの送信信号を移動通信装置において受信する下りリンクの場合は、基地局装置と移動通信装置との相対位置の変動により、レイリーフェージングが発生する。このレイリーフェージングの発生により、受信信号の位相や振幅が大きく変動する。そして、移動通信装置は、このような変動を伴う受信において信号振幅が大きく落ちた場合、受信信号の特性が大幅に劣化し、復調処理を行うことが困難となってしまうという問題を生じる。このような現象は、逆方向のリンク、即ち移動通信装置から送信された信号を基地局装置において受信する上りリンクの場合にも同様に生じ得る。

このようなレイリーフェージングへの対策として、従来から各種手法が提案されている。上りリンクの場合の一つの例として、移動通信装置側で、複数のアンテナを使用することによって、空間ダイバーシティ効果を得る手法がある。空間ダイバーシティとは、空間的に離れた複数のアンテナを用いて信号を送信又は受信することにより、ダイバーシティ効果を得る技術である。空間ダイバーシティを導入することにより、例えば、一方のアンテナから送信された受信信号の振幅が大きく落ち込んだ場合に、他方のアンテナを利用して送信を行うことが可能となる。空間ダイバーシティは、アンテナ間の空間的相関が低くなると、それらのアンテナから送信された信号それぞれに対する受信側での受信電界強度が独立に変動する、という特性を利用する。

複数のアンテナの利用方法として、いずれか一つを選択して送信する手法と、それぞれについて何らかの重み付けを施した後に双方から同時送信することで、受信側で最適な受信ができるよう指向性を制御する手法とが考えられる。また複数アンテナの他の利用方法として、電波環境が良好な場合には、双方のアンテナより異なるデータ列を並列で送信する空間多重（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output、多入力／多出力）方法もある。いずれか一つを選択して送信する方法を用いると、ＰＡ（Power Amplifier；電力増幅器）を含めた送信にかかわる装置が複数個必要ないため移動通信装置のコスト面で有利となる。

複数の移動通信装置と通信する基地局装置において、移動通信装置の複数のアンテナから一つのアンテナを選択する処理を実行するためには、以下のような処理が必要となる。まず、移動通信装置は、各アンテナから、制御信号である伝搬路の品質測定用リファレンス信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）を送信する。そして、基地局装置は、移動通信装置の各アンテナから送信された品質測定用リファレンス信号を受信し、それぞれの品質測定用リファレンス信号について例えば、受信ＳＩＮＲ（Signal to Interference Noise Ratio；信号対干渉雑音比）を測定して、品質評価を行い、それぞれの品質指標を得る。そして、基地局装置は、その品質指標に基づいて、いずれのアンテナによって通信を行うべきか選択する。

このように、複数のアンテナから一つのアンテナを選択して送信するシステムでは、データ送信を行なっているアンテナに限らず、移動通信装置が備える他のアンテナからも品質測定用リファレンス信号を送信する必要がある。そのため、時折アンテナを切り替えて品質測定用リファレンス信号を送信する必要が生じる。

以下、図面を参照して、移動通信装置が第一アンテナと第二アンテナという二つのアンテナを有する場合における、基地局装置が品質測定用リファレンス信号に基づいて実行するアンテナの切替処理について説明する。図１１と図１２は、上述した品質測定用リファレンス信号送信の動作を示す図であり、移動通信装置から基地局装置への通信、すなわち上りリンクの状況を表している。図１２は図１１と同じ意味を表す図である。図１２のほうが簡単な図であるが、図１１のほうがデータ通信の詳細がわかりやすいため、本説明ではまず図１１を用いて説明する。

図１１において、移動通信装置は第一アンテナ及び第二アンテナという２つのアンテナを備える。図１１は、上から順にそれぞれ第一アンテナ及び第二アンテナが送信する上りリンクの信号の状況を示しており、縦軸は周波数、横軸は時間を表している。また、図１１において、ハッチングされた矩形（ＳＲＳ４００〜ＳＲＳ４０７）は、品質測定用リファレンス信号を表し、白色の矩形（Ｄ３００〜Ｄ３０７）はデータ信号を示している。また、破線で区切った領域は無線フレームであり、各々の無線フレームには早い時間のものから順に＃０、＃１、・・・＃７というように番号を振る。図１１に示すように、この例では、品質測定用リファレンス信号は、無線フレーム各々の末尾に、送信可能な周波数帯域全体に渡って配置され、データ信号は送信可能な周波数帯域の一部（サブキャリア）に配置される。

移動通信装置は、図１１に示すように、定期的に（ここでは各無線フレームの末尾）品質測定用リファレンス信号を第一アンテナと第二アンテナから交互に送信する。基地局装置は、第一アンテナ及び第二アンテナから送信された品質測定用リファレンス信号を受信して、各アンテナから送信される信号の品質を測定することで伝搬路品質を測定する。この測定結果に基づき、基地局装置は、データ送信に割り当てるリソースブロック（送信の単位）や、その後の変調方式、符号化方式などを、この品質に基づいて最適であるものに決定し、移動通信装置に指示する。

図１１に示されるように、たとえ第一アンテナによるデータ信号の送信が行われている間（例えば、無線フレーム＃０〜＃４）であるとしても、第一アンテナおよび第二アンテナから品質測定用リファレンス信号が交互に送信される。なぜなら、基地局装置において第二アンテナから送信された信号の方が良い品質であると判断して、使用されるアンテナを第二アンテナに切り替えられるようにするためである。このような切り替えが行われる可能性があるため、第二アンテナからも品質測定用リファレンス信号の送信が行われる必要がある。以下、データ信号の送信を行っているアンテナを「送信アンテナ」と称し、データ信号の送信を行っていないアンテナを「待機アンテナ」と称する。

基地局装置は送信アンテナから送信した品質測定用リファレンス信号と待機アンテナから送信した品質測定用リファレンス信号の品質を比較し、送信アンテナを切り替える操作を行う。図１１では、待機アンテナからの品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ４０３を基地局装置が受信した際に、送信アンテナからの品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ４０２と比較して品質が良いと判断した時の動作である。この場合、基地局装置は、移動通信装置に対し、無線フレーム＃４の区間で、データ送信に割り当てるリソースブロック、変調方式、符号化方式に加え、アンテナ切替指示を送信することによって、送信アンテナを切り替える指示を行う。

この指示を受信した移動通信装置は、指示に従ってデータ送信に割り当てるリソースブロック、変調方式、符号化方式を設定するともに、無線フレーム＃５の区間から、送信アンテナを第二アンテナに切り替える。このような動作によって、常に最適なアンテナによる安定した通信を行なうことが可能となる。また、品質測定用リファレンス信号は、基地局装置におけるアンテナ切り替えの判断のみに用いられるわけではなく、例えば、現在検討されているＬＴＥ（Long Term Evolution：３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project、第三世代パートナシップ・プロジェクト）の発展系）においては、リソースの割り当てや、適応変調符号化（ＡＭＣ；Adaptive Modulation and Coding）方式などの判定を行うために品質測定用リファレンス信号が利用されることが検討されている（非特許文献１参照）。

この方式では、待機アンテナが品質測定用リファレンス信号を送信するタイミングでは、送信アンテナによる品質測定用リファレンス信号の送信が実行されない（図１１における品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ４０１を送信するタイミング）。この場合、送信アンテナについて、品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ４０１を送信するタイミングにおける品質評価は、基地局装置において実行されないことになる。そのため、次の無線フレーム＃２の区間における送信アンテナについて、リソースブロック割り当てや適応変調符号化方式の制御を、基地局装置が最適に実行することが難しくなる。そして、このような問題に対処するため、マージンを考慮し、直前に測定した送信アンテナの信号品質（ここでは品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ４００のタイミングの品質）に基づいて、若干劣化することを想定した適応変調符号化方式の設定を行う必要が生じる。

その結果、送信アンテナの最新の信号品質に対応した制御を行うことができず、スループットが低下し、システムとしての特性劣化を招いてしまうという問題がある。すなわち、最適なリソース割り当てや適応変調符号化方式を実現することができず、通信品質が劣化するという問題がある。
しかしながら、そのような問題を考慮しても第一のアンテナのみを使用して通信を行うよりも第一のアンテナと第二のアンテナのアンテナ切替を行ったほうが良い特性が得られることが知られている。

次に図１２の説明を行う。本発明では図１１における白色の矩形であるデータ信号の無線フレーム内における配置を詳しく示すことはそれほど重要ではないため、ここで図１２の形式を記載し、今後は本形式を用いて説明を行う。図１２では、ハッチングされた矩形は、その時間領域内に品質測定用リファレンス信号ＳＲＳを送信することを表す。また、送信アンテナの行に記載した数字はその時間（無線フレーム）における送信アンテナが第一送信アンテナであるか（「１」）、第二送信アンテナであるか（「２」）を示す。送信アンテナの行に記載されていない数字のアンテナは待機アンテナとなる。

即ち、図１２では無線フレーム＃０から＃４の時間では第一アンテナが送信アンテナで第二アンテナが待機アンテナ、無線フレーム＃５から＃７の時間では第二アンテナが送信アンテナで第一アンテナが待機アンテナとなる。このように無線フレーム＃５から送信アンテナを切り替えるのは、基地局装置が無線フレーム＃３の時間の品質測定用リファレンス信号を受信した結果第二アンテナの特性が良いと判断し、無線フレーム＃４の時間にアンテナを切り替える通知を行うことにより実現される。
"Closed Loop antenna Switching in E-UTR Uplink"、［online］、3GPP TSG RN WG1 Meeting #48、［平成２０年１月１８日検索］、インターネット＜URL：ftp://ftp.3gpp.org/tsg_rn/WG1_RL1/TSGR1_48/Docs/R1-070860.zip＞

空間ダイバーシィティあるいは空間多重方法を用いる場合、アンテナ数が多いほど品質が良好なアンテナが存在する可能性が高くなるため、スループットが増加することが期待できる。しかしながら、待機アンテナ数を増加させると待機アンテナから送信する品質測定用リファレンス信号の数も増加するため、データを送信する送信アンテナにおいて、品質測定用リファレンス信号を送信する頻度が低下し、最新の信号品質に対応した制御（スケジューリングなど）を行うことができずに、通信品質の劣化がより多く引き起こされる可能性があるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数のアンテナにおいて品質測定用リファレンス信号を送信するシステムにおいて、待機アンテナ数が増えることによる通信品質の劣化を抑制することができる無線通信システム、通信装置、および無線通信方法を提供することにある。

（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の無線通信システムは、３つまたはそれを超える数のアンテナを備える第１の通信装置と、前記第１の通信装置が送信したデータを受信する第２の通信装置とを備える無線通信システムにおいて、前記第１の通信装置は、伝搬路の品質測定用のリファレンス信号を、前記アンテナのうち、データの送信に用いている送信アンテナと、前記送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとから送信し、前記第２の通信装置は、前記送信アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質と、前記一部の待機アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質とから、前記第１の通信装置がデータを送信する際に用いるアンテナを決定する送信アンテナ決定部を具備することを特徴とする。

（２）また、本発明の無線通信システムは、上述の無線通信システムであって、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、予め設定された同一の規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更することを特徴とする。

（３）また、本発明の無線通信システムは、上述の無線通信システムであって、前記第２の通信装置は、予め設定された規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更し、該変更を表す情報を前記第１の通信装置に送信し、前記第１の通信装置は、前記変更を表す情報を受信し、該情報に従い、前記一部の待機アンテナを変更することを特徴とする。

（４）また、本発明の無線通信システムは、上述の無線通信システムであって、前記第２の通信装置は、予め設定された第１の規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更するタイミングを決定し、該タイミングを表す情報を前記第１の通信装置に送信し、前記決定したタイミングに、予め設定された第２の規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更し、前記第１の通信装置は、前記タイミングを表す情報を受信し、該情報が表すタイミングに、前記予め設定された第２の規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更することを特徴とする。

（５）また、本発明の通信装置は、３つまたはそれを超える数のアンテナを備える通信装置において、伝搬路の品質測定用のリファレンス信号であって、当該通信装置によるデータの送信に用いるアンテナを決めるためのリファレンス信号を、前記アンテナのうち、データの送信に用いている送信アンテナと、前記送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとから送信することを特徴とする。

（６）また、本発明の通信装置は、３つまたはそれを超える数のアンテナを備える通信相手が、前記アンテナのうち、データの送信に用いている送信アンテナと、前記送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとから送信した伝搬路の品質測定用のリファレンス信号を受信する通信装置において、前記送信アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質と、前記一部の待機アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質とから、前記通信相手がデータを送信する際に用いるアンテナを決定する送信アンテナ決定部を具備することを特徴とする。

（７）また、本発明の無線通信方法は、３つまたはそれを超える数のアンテナを備える第１の通信装置と、前記第１の通信装置が送信したデータを受信する第２の通信装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法において、前記第１の通信装置が、伝搬路の品質測定用のリファレンス信号を、前記アンテナのうち、データの送信に用いている送信アンテナと、前記送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとから送信する第１の過程と、前記第２の通信装置が、前記送信アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質と、前記一部の待機アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質とから、前記第１の通信装置がデータを送信する際に用いるアンテナを決定する第２の過程とを有することを特徴とする。

この発明によれば、複数のアンテナにおいて品質測定用リファレンス信号を送信するシステムにおいて、データを送信していないアンテナである待機アンテナの数が増えることによる通信品質の劣化を抑制することができる。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態における移動通信システム全体のネットワーク概略構成を示すブロック図である。本実施形態における無線通信システムである移動通信システム１０は、複数のアンテナを備えた複数の移動通信装置１００（第１の通信装置とも称する）と、基地局装置２００（第２の通信装置とも称する）とを備える。基地局装置２００は、移動通信網３００に接続される。

移動通信装置１００は、基地局装置２００と、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；直交周波数分割多元接続）、あるいは、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing；離散フーリエ変換拡散直交周波数分割多重、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access；シングルキャリア周波数分割多元接続）とも称される）方式など、帯域を分割した複数のサブキャリアに信号を割当てて送信する無線通信を行う。移動通信装置１００と基地局装置２００とは、該無線通信により、データを送受信し、移動通信装置１００は、基地局装置２００を介することにより、または基地局装置２００および移動通信網３００を介することにより、他の通信装置と、データの送受信を行う。

移動通信装置１００は、第一アンテナ１１０、第二アンテナ１２０、第三アンテナ１３０、第四アンテナ１４０を備え、これらの複数のアンテナにより、基地局装置２００に対し、データおよび品質測定用リファレンス信号を送信する。なお、本発明は、３つまたはそれを超える数のアンテナを有していなければならないが、本実施形態では、アンテナの本数を４つとする。これらのアンテナのうち、データの送信に用いられているアンテナを送信アンテナ、それ以外のアンテナを待機アンテナという。なお、待機アンテナを用いて送信される品質測定用リファレンス信号は、移動通信装置１００のアンテナ各々と、基地局装置２００のアンテナ２１０との間の伝搬路の品質測定用のリファレンス信号であり、移動通信装置１００と無線通信を行う上で、移動通信装置１００のどのアンテナを用いることが適切であるかを、基地局装置２００が判断するために送信される。

移動通信装置１００は、第一アンテナ１１０、第一受信部１１１、第二アンテナ１２０、第二受信部１２１、第三アンテナ１３０、第三受信部１３１、第四アンテナ１４０、第四受信部１４１、送信部１５０、スイッチ１５１、スイッチ制御部１５２及びベースバンド処理部１６０を備える。第一アンテナ１１０、第二アンテナ１２０、第三アンテナ１３０及び第四アンテナ１４０は、公知の無線通信用アンテナを用いて構成することができる。基地局装置２００は、アンテナ２１０、受信部２１１、送信部２１２、ベースベースバンド処理部２１３、送信アンテナ決定部２１４を備える。

第一アンテナ１１０は、アンテナ番号が「１」のアンテナであり、受信した信号を第一受信部１１１へ受け渡す。第二アンテナ１２０は、アンテナ番号が「２」のアンテナであり、受信した信号を第二受信部１２１へ受け渡す。第三アンテナ１３０は、アンテナ番号が「３」のアンテナであり、受信した信号を第三受信部１３１へ受け渡す。第四アンテナ１４０は、アンテナ番号が「４」のアンテナであり、受信した信号を第四受信部１４１へ受け渡す。また、スイッチ１５１は、送信部１５０から出力される信号を、第一アンテナ１１０、第二アンテナ１２０、第三アンテナ１３０および第四アンテナ１４０の何れかに送出する。第一アンテナ１１０、第二アンテナ１２０、第三アンテナ１３０および第四アンテナ１４０は、スイッチ１５１から出力信号を受けると、これを基地局装置２００へ無線送信する。スイッチ制御部１５２は、スイッチ１５１が送信部１５０の出力信号を何れのアンテナに出力するかを制御する。この制御の詳細については、後述する。

第一受信部１１１は、第一アンテナ１１０によって受信した信号を、無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートして、ベースバンド信号に変換した後アナログデジタル変換して復調し、デジタルベースバンド信号を出力する。第二受信部１２１は、第二アンテナ１２０によって受信した信号を、第一受信部１１１と同様にして、ベースバンド信号に変換した後、アナログデジタル変換して復調し、デジタルベースバンド信号を出力する。第三受信部１３１は、第三アンテナ１３０によって受信した信号を、第一受信部１１１と同様にして、ベースバンド信号に変換した後、アナログデジタル変換して復調し、デジタルベースバンド信号を出力する。第四受信部１４１は、第四アンテナ１４０によって受信した信号を、第一受信部１１１と同様にして、ベースバンド信号に変換した後、アナログデジタル変換して復調し、デジタルベースバンド信号を出力する。

ベースバンド処理部１６０は、第一受信部１１１、第二受信部１２１、第三受信部１３１及び第四受信部１４１から出力されるデジタルベースバンド信号を、ダイバーシティ合成して復号し、受信データを検出する。また、ベースバンド処理部１６０は、送信データを伝送路符号化および変調してデジタルベースバンドデータ列を生成し、送信部１５０に対してベースバンドデータ列を受け渡す。また、ベースバンド処理部１６０は、基地局装置２００から送信される送信アンテナを指定する情報（送信アンテナ変更の通知）を、スイッチ制御部１５２に通知する。品質測定用リファレンス信号の送信に係る制御については後述する。送信部１５０は、ベースバンド処理部１６０から出力される、送信すべきベースバンドデータ列について、デジタルアナログ変換、無線周波数へのアップコンバートのなどの送信処理を行なう。

アンテナ２１０は、受信した信号を受信部２１１へ受け渡す。また、アンテナ２１０は、送信部２１２の出力信号を移動通信装置１００へ無線送信する。受信部２１１は、アンテナ２１０によって受信した信号を、無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートして、ベースバンド信号に変換した後アナログデジタル変換して復調し、デジタルベースバンド信号をベースバンド処理部２１３に出力する。送信部２１２は、ベースバンド処理部２１３から出力される、送信すべきベースバンドデータ列について、デジタルアナログ変換、無線周波数へのアップコンバートのなどの送信処理を行ない、アンテナ２１０に出力する。ベースバンド処理部２１３は、受信部２１１から出力されるデジタルベースバンド信号を復号し、受信データを検出し、移動通信網３００に出力する。

また、ベースバンド処理部２１３は、移動通信網３００からの送信データを伝送路符号化および変調してデジタルベースバンドデータ列を生成し、送信部２１２に対してベースバンドデータ列を受け渡す。また、ベースバンド処理部２１３は、受信部２１１から出力されるデジタルベースバンド信号のうち、品質測定用リファレンス信号については、送信アンテナ決定部２１４に出力する。送信アンテナ決定部２１４は、ベースバンド処理部２１３から受けた品質測定用リファレンス信号と、予め記憶している既知の品質測定用リファレンス信号とを比較して、受信ＳＮＩＲなどの伝搬路品質を表す値を算出し、この伝搬路品質を表す値に基づき、移動通信装置１００が品質測定用リファレンス信号を送信するアンテナの選択、すなわち優先待機アンテナの選択、送信アンテナの選択などを行なう。なお、送信アンテナ決定部２１４の詳細については後述する。

次に、第１の実施形態における品質測定用リファレンス信号送信の動作について、図２を参照して説明する。図２は、移動通信装置１００が送信する信号を説明する図である。図２において、横軸は時間であり、一番上の段は、各無線フレームにおける送信アンテナの番号を表す。二番目から五番目の段は、それぞれ、第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０が品質測定用リファレンス信号を送信しているか否かを表す。ハッチングされているときは、その無線フレームの末尾において、該アンテナから品質測定用リファレンス信号が送信されることを表す。ハッチングされていないときは、品質測定用リファレンス信号が送信されないことを表す。また、六番目の段は、時間順に付された無線フレームの番号を表す。

図２においては、第一アンテナ１１０が送信アンテナであり、第二アンテナ１２０、第三アンテナ１３０および第四アンテナ１４０が待機アンテナである。送信アンテナの決定方法は、通信開始時点に移動通信装置１００が第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０まで順番に一回ずつ品質測定用リファレンス信号を送信し、これらの中から最も品質のよいアンテナを基地局装置２００の送信アンテナ決定部２１４が決定し、移動通信装置１００に通知してもよいし、最初は第一アンテナ１１０を送信アンテナとすると予め決定しておいてもよいし、前回最後に使用した送信アンテナをそのまま送信アンテナにしてもよい。

移動通信装置１００は、品質測定用リファレンス信号を、第一アンテナ１１０〜第四アンテナ１４０のうち、データの送信に用いている送信アンテナと、送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとして選択した優先待機アンテナとから送信する。また、基地局装置２００の送信アンテナ決定部２１４は、送信アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質と、優先待機アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質とから、移動通信装置１００がデータを送信する際に用いるアンテナ、すなわち送信アンテナを決定する。

第１の実施形態では無線フレーム＃０の時点において、品質測定用リファレンス信号の送信元として、すなわち送信アンテナと優先待機アンテナとして、第一アンテナ１１０と第二アンテナ１２０を選択する。なお、優先待機アンテナの決定方法は、通信開始時点に移動通信装置１００が第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０まで順番に一回ずつ品質測定用リファレンス信号を送信し、これらの中から送信アンテナを除いて最も品質のよいアンテナを基地局装置２００の送信アンテナ決定部２１４が決定し、移動通信装置１００に通知してもよいし、最初は送信アンテナを除いたアンテナの中で、最もアンテナ番号の小さいものとするといった予め設定された規則に基づき、移動通信装置１００と基地局装置２００との各々で決定してもよいし、前回最後に使用した優先待機アンテナをそのまま優先待機アンテナにしてもよい。

そして、スイッチ制御部１５２の制御に従いスイッチ１５１が切り替わるので、移動通信装置１００は、この２つのアンテナから、交互に品質測定用リファレンス信号を送信する。なお、第一アンテナ１１０と第二アンテナ１２０から交互に品質測定用リファレンス信号を送信する回数の最大値は予め設定しておく。本実施形態では規定の回数として各アンテナからそれぞれ４回品質測定用リファレンス信号を送信することとする（図２の無線フレーム＃０から＃７までに該当する）。予め決めておく手段は基地局装置２００が報知情報により、移動通信装置１００に通知する方法でもよいし、通信を開始する時のメッセージに基地局装置２００が埋め込んでおくようにしてもよい。

移動通信装置１００のスイッチ制御部１５２と基地局装置２００の送信アンテナ決定部２１４は、予め設定された同一の規則に従い、優先待機アンテナを変更する。すなわち、本実施形態では、予め決めておいた回数の品質測定用リファレンス信号送信を行った結果、アンテナ切替が発生しない場合、優先待機アンテナを、予め決められた順番に従い切り替える。ここでは、この順番は、送信アンテナと優先待機アンテナとを除いたアンテナの番号の順であるので、優先待機アンテナを、第二アンテナ１２０から第三アンテナ１３０に切り替える。優先待機アンテナが、第三アンテナ１３０になったので、移動通信装置１００のスイッチ制御部１５２は、第一アンテナ１１０と第三アンテナ１３０から交互に品質測定用リファレンス信号を送信するようにスイッチ１５１を制御する（無線フレーム＃８から＃１５）。

同様にして、第一アンテナ１１０と第三アンテナ１３０から交互に４回ずつ品質測定用リファレンス信号送信を行った結果アンテナ切替が発生しない場合、優先待機アンテナを第三アンテナ１３０から第四アンテナ１４０に切り替え、第一アンテナ１１０と第四アンテナ１４０から交互に品質測定用リファレンス信号を送信する（無線フレーム＃１６から＃２３）。さらに、第一アンテナ１１０と第四アンテナ１４０から交互に４回ずつ品質測定用リファレンス信号送信を行った結果アンテナ切替が発生しない場合、優先待機アンテナを第四アンテナ１４０から第二アンテナ１２０に切り替える。

図３は、本実施形態における送信アンテナ決定部２１４の動作を説明するフローチャートである。送信アンテナ決定部２１４は、送信アンテナのアンテナ番号と、優先待機アンテナのアンテナ番号とを、予め記憶している。まず、送信アンテナ決定部２１４は、動作を開始すると、ベースバンド処理部２１３から送信アンテナの品質測定用リファレンス信号を受けて、予め記憶している既知の品質測定用リファレンス信号と比較し、伝搬路品質を測定する（Ｓａ１）。次に、送信アンテナ決定部２１４は、ベースバンド処理部２１３から優先待機アンテナの品質測定用リファレンス信号を受けて、予め記憶している既知の品質測定用リファレンス信号と比較し、伝搬路品質を測定する（Ｓａ２）。送信アンテナ決定部２１４は、ステップＳａ１で測定した送信アンテナの伝搬路品質と、ステップＳａ２で測定した優先待機アンテナの伝搬路品質とを比較し、優先待機アンテナの伝搬路品質が、送信アンテナの伝搬路品質よりも大きい（良い）か否かを判定する（Ｓａ３）。

ステップＳａ３にて大きくないと判定したときは（Ｓａ３−Ｎｏ）、ステップＳａ９に遷移して、送信アンテナ決定部２１４は、品質測定用リファレンス信号を受信した回数を表す回数ｎを、インクリメントして、１増やす。次に、送信アンテナ決定部２１４は、この回数ｎが、予め設定された回数ｎの最大値より大きいか否かを判定する（Ｓａ１０）。大きいと判定したときは（Ｓａ１０−Ｙｅｓ）、ステップＳａ１１に遷移して、送信アンテナ決定部２１４は、品質測定用リファレンス信号を受信した回数を表す回数ｎを、クリアして「０」とする。次に、送信アンテナ決定部２１４は、予め設定された順番に従い、優先待機アンテナを変更する（Ｓａ１２）。ここで、予め設定された順番は、本実施形態では、送信アンテナを除くアンテナの番号順なので、例えば、先に優先待機アンテナだったのが第二アンテナ１２０であれば、次の第三アンテナ１３０が優先待機アンテナとなる。ステップＳａ１２の後、ステップＳａ１に戻って処理を繰り返す。また、ステップＳａ１０の判定にて、小さいと判定したときは（Ｓａ１０−Ｎｏ）、ステップＳａ１に戻って処理を繰り返す。

一方、ステップＳａ３にて大きいと判定したときは（Ｓａ３−Ｙｅｓ）、ステップＳａ４に遷移して、送信アンテナ決定部２１４は、このとき優先待機アンテナとなっているアンテナを送信アンテナに設定する。さらに、送信アンテナ決定部２１４は、該アンテナを送信アンテナに設定したことを示す送信アンテナ変更通知を、移動通信装置１００に送信するように、ベースバンド処理部２１３に出力する（Ｓａ５）。この送信アンテナ変更通知は、ベースバンド処理部２１３、送信部２１２、アンテナ２１０を介して、移動通信装置１００に送信される。次に、送信アンテナ決定部２１４は、品質測定用リファレンス信号を受信した回数を表す回数ｎを、クリアして「０」とする（Ｓａ６）。次に、送信アンテナ決定部２１４は、予め設定された順番に従い、優先待機アンテナを変更する（Ｓａ７）。予め設定された順番は、本実施形態では、送信アンテナを除くアンテナの番号順なので、例えば、先に優先待機アンテナだったのが第三アンテナ１３０であれば、次の第四アンテナ１４０が優先待機アンテナとなる。

次に、送信アンテナ決定部２１４は、ベースバンド処理部２１３から先の送信アンテナの品質測定用リファレンス信号を受けて、既知の品質測定用リファレンス信号と比較し、伝搬路品質を測定したのち（Ｓａ８）、ステップＳａ１に戻って処理を繰り返す。ここで、先の送信アンテナの品質測定用リファレンス信号を受けるのは、ステップＳａ５にて通知した送信アンテナ変更が、移動通信装置１００に反映される前の無線フレームを、基地局装置２００が受信しているためである。

図４は、本実施形態におけるスイッチ制御部１５２の動作を説明するフローチャートである。スイッチ制御部１５２は、送信アンテナのアンテナ番号と、優先待機アンテナのアンテナ番号とを、予め記憶している。まず、スイッチ制御部１５２は、スイッチ１５１を制御して、送信アンテナに設定されているアンテナに送信部１５０の出力信号を出力させる（Ｓｂ１）。次に、スイッチ制御部１５２は、１無線フレームの時間待ちをする（Ｓｂ２）。この間に、第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０のうち、送信アンテナに設定されているアンテナから、１無線フレームの送信部１５０の出力信号が送信される。なお、この１無線フレームの送信部１５０の出力信号の末尾には、品質測定用リファレンス信号が含まれている。

次に、スイッチ制御部１５２は、１無線フレームから１リファレンス信号を引いた時間の時間待ちをする（Ｓｂ３）。この間に、第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０のうち、送信アンテナに設定されているアンテナから、１無線フレームから１リファレンス信号を引いた時間の送信部１５０の出力信号が送信される。なお、この１無線フレームから１リファレンス信号を引いた時間の送信部１５０の出力信号の末尾には、品質測定用リファレンス信号の直前の信号までが含まれている。次に、スイッチ制御部１５２は、スイッチ１５１を制御して、優先待機アンテナに設定されているアンテナに送信部１５０の出力信号を出力させたのち（Ｓｂ４）、１リファレンス信号の時間待ちをする（Ｓｂ５）。この間に、第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０のうち、優先待機アンテナに設定されているアンテナから、１リファレンス信号分の送信部１５０の出力信号、すなわち品質測定用リファレンス信号が送信される。

次に、スイッチ制御部１５２は、スイッチ１５１を制御して、送信アンテナに設定されているアンテナに送信部１５０の出力信号を出力させる（Ｓｂ６）。次に、スイッチ制御部１５２は、１無線フレームの時間待ちをする（Ｓｂ７）。次に、スイッチ制御部１５２は、ベースバンド処理部１６０に問い合わせて、ここまでの処理の間に、基地局装置２００から送信アンテナ変更の通知が有ったか否かを判定する（Ｓｂ８）。

この判定の結果、送信アンテナ変更の通知が有ったときは（Ｓｂ８−Ｙｅｓ）、ステップＳｂ１１に遷移して、スイッチ制御部１５２は、該通知にて指定されたアンテナを、送信アンテナに設定する（Ｓｂ１１）。次に、スイッチ制御部１５２は、スイッチ１５１を制御して、送信アンテナに設定されているアンテナに送信部１５０の出力信号を出力させる（Ｓｂ１２）。次に、スイッチ制御部１５２は、１無線フレームの時間待ちをする（Ｓｂ１３）。これにより、送信アンテナ変更の通知にて指定されたアンテナからデータおよび品質測定用リファレンス信号を送信する。

次に、スイッチ制御部１５２は、送信アンテナを変更せずに品質測定用リファレンス信号を送信した回数を表す回数ｎをクリアして「０」にする（Ｓｂ１４）。次に、スイッチ制御部１５２は、予め設定された順番に従い、優先待機アンテナを変更し（Ｓｂ１５）、ステップＳｂ３に戻って処理を繰り返す。ここで、予め設定された順番は、送信アンテナ決定部２１４のステップＳａ７と同じ順番であって、本実施形態では、送信アンテナを除くアンテナの番号順なので、例えば、先に優先待機アンテナだったのが第三アンテナ１３０であれば、次の第四アンテナ１４０が優先待機アンテナとなる。

一方、ステップＳｂ８の判定の結果、送信アンテナ変更の通知が無かったときは（Ｓｂ８−Ｎｏ）、ステップＳｂ９に遷移して、スイッチ制御部１５２は、送信アンテナを変更せずに品質測定用リファレンス信号を送信した回数を表す回数ｎをインクリメントして、１増やす（Ｓｂ９）。次に、スイッチ制御部１５２は、この回数ｎが、予め設定された回数ｎの最大値より大きいか否かを判定する（Ｓｂ１０）。この最大値は、送信アンテナ決定部２１４のステップＳａ１０にて用いた最大値と同じ値である。大きいと判定したときは（Ｓｂ１０−Ｙｅｓ）、前述のステップＳｂ１４に遷移して、以降の処理を行う。一方、ステップＳｂ１０の判定にて大きくないと判定したときは（Ｓｂ１０−Ｎｏ）、ステップＳｂ３に戻って、以降の処理を繰り返す。

図２および図３で示したように、移動通信装置１００のスイッチ制御部１５２と基地局装置２００の送信アンテナ決定部２１４とは、予め設定された同一の規則に従い、優先待機アンテナを変更する。なお、本実施形態では、予め設定された同一の規則として、予め設定された最大値を、移動通信装置１００が品質測定用リファレンス信号を送信した回数ｎが超えたときに（ステップＳａ１０、Ｓｂ１０）、予め設定された順番（送信アンテナを除くアンテナの番号順）に従い優先待機アンテナを変更する（ステップＳａ１２、Ｓｂ１５）という規則を用いている。

本実施形態により、アンテナを切り替える回数の最大値を予め通知する必要はあるが、２アンテナにおけるアンテナ切替手順から最小限の変更により３アンテナ以上のアンテナ切替を実施することができる。アンテナ切替は、送信アンテナがレイリーフェージング等により特性が劣化した場合に、他のアンテナで通信を行うように切り替えることにより特性を維持することを目的としている。しかし、移動通信装置は、例えばアンテナ部分を手で覆うなど、使用方法により特定のアンテナの特性が劣化してしまいアンテナ切替の効果が十分に発揮できないことが考えられる。本実施形態では２つのアンテナの切替がある一定期間発生しない場合に、待機アンテナを変更することによってアンテナ切替をうまく行うことができる状態を維持することができる。

［第２の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態における移動通信システム全体のネットワーク概略構成を示すブロック図である。同図において図１の各部に対応する部分には同一の符号（１１０〜１５１、１６０、２１０〜２１３、３００）を付け、その説明を省略する。移動通信システム１０ａは、移動通信装置１００ａ（第１の通信装置とも称する）と、移動通信網３００に接続された基地局装置２００ａ（第２の通信装置とも称する）とを備える。移動通信装置１００ａは、スイッチ制御部１５２に替えて、スイッチ制御部１５２ａを備える点を除いて、図１の移動通信装置１００と同一である。基地局装置２００ａは、送信アンテナ決定部２１４に替えて、送信アンテナ決定部２１４ａを備える点を除いて、図１の基地局装置２００と同一である。

第２の実施形態における品質測定用リファレンス信号送信の動作について、図６を参照して説明する。図６は、移動通信装置１００ａが送信する信号を説明する図である。図６において、横軸は時間であり、一番上の段は、各無線フレームにおける送信アンテナの番号を表す。二番目から五番目の段は、それぞれ、第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０が品質測定用リファレンス信号を送信しているか否かを表す。ハッチングされているときは、その無線フレームの末尾において、該アンテナから品質測定用リファレンス信号が送信されることを表す。ハッチングされていないときは、品質測定用リファレンス信号が送信されないことを表す。また、六番目の段は、時間順に付された無線フレームの番号を表す。

図６の最初、すなわち無線フレーム＃０においては、第一アンテナ１１０が送信アンテナであり、その他の第二アンテナ１２０、第三アンテナ１３０および第四アンテナ１４０が待機アンテナである、さらに、第二アンテナ１２０が、優先待機アンテナである。移動通信装置１００ａは、この第二アンテナ１２０と送信アンテナである第一アンテナ１１０とから、交互に品質測定用リファレンス信号を送信している。無線フレーム＃１の時刻に第二アンテナ１２０から送信された品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ５００から算出した伝搬路品質が、無線フレーム＃０の時刻に第一アンテナ１１０から送信された品質測定用リファレンス信号から算出した伝搬路品質よりも品質が良いと判定したため、基地局装置２００は、伝搬路品質の良い第二アンテナ１２０に、送信アンテナを変更し、元の送信アンテナである第一アンテナ１１０に、優先待機アンテナを変更するように指示する優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知を、移動通信装置１００ａに無線フレーム＃２の時刻に送信する。

次に、無線フレーム＃４の時刻に第一アンテナ１１０から送信された品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ５０１から算出した伝搬路品質が、無線フレーム＃３の時刻に第二アンテナ１２０から送信された品質測定用リファレンス信号から算出した伝搬路品質よりも品質が良いと判定したため、基地局装置２００ａは、第二アンテナ１２０を優先待機アンテナに、第一アンテナ１１０を送信アンテナに変更するように指示する優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知を、移動通信装置１００ａに無線フレーム＃５の時刻に送信する。

次に、無線フレーム＃１１の時刻に品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ５０２を受信した基地局装置２００ａは、第一アンテナ１１０と第二アンテナ１２０とから３回ずつ品質測定用リファレンス信号を受信したもののアンテナ切替が発生しなかったため、第一アンテナ１１０と第三アンテナ１３０とから交互に品質測定用リファレンス信号の送信を行うように、優先待機アンテナを第三アンテナ１３０に変更する優先待機アンテナ変更の通知を無線フレーム＃１２の時刻に、移動通信装置１００ａに送信する。

次に、無線フレーム＃１７の時刻に品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ５０３を受信した基地局装置２００ａは、第一アンテナ１１０と第三アンテナ１３０とから３回ずつ品質測定用リファレンス信号を受信したもののアンテナ切替が発生しなかったため、第一アンテナ１１０と第四アンテナ１４０とから交互に品質測定用リファレンス信号の送信を行うように、優先待機アンテナを第三アンテナ１３０に変更する優先待機アンテナ変更の通知を無線フレーム＃１８の時刻に、移動通信装置１００ａに送信する。

次に、無線フレーム＃１９の時刻に第四アンテナ１４０から送信された品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ５０４から算出した伝搬路品質が、第一アンテナ１１０から無線フレーム＃１８の時刻に送信された品質測定用リファレンス信号から算出した伝搬路品質よりも品質が良いため、優先待機アンテナを第一アンテナ１１０に、送信アンテナを第四アンテナ１４０に変更するよう優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知を、無線フレーム＃２０の時刻に移動通信装置１００ａに通知する。

次に、無線フレーム＃２１から＃２６は送信アンテナが変わらなかったとする。品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ５０５を受信した基地局装置２００ａは第四アンテナ１４０と第一アンテナ１１０とから３回ずつ品質測定用リファレンス信号を受信したもののアンテナ切替が発生しなかったため、第四アンテナ１４０と第二アンテナ１２０から交互に品質測定用リファレンス信号の送信を行うように、優先待機アンテナを第二アンテナ１２０に変更する優先待機アンテナ変更の通知を無線フレーム＃２７の時刻に要求する。なお、図６では基地局装置２００ａがそれぞれのアンテナから品質測定用リファレンス信号を３回受信してアンテナの切替を行うよう通知をしたが、この３回、すなわち最大回数は他の値であってもよい、また、アンテナ切替が行われなかった回数ではなく、送信アンテナと優先待機アンテナの伝搬路品質の差や比と、予め設定され閾値とを比較して、アンテナ切替の判定を行う、例えば、差が閾値より大きいときにアンテナ切替を行うと判定するなどしてもよい。

図７は、本実施形態における送信アンテナ決定部２１４ａの動作を説明するフローチャートである。送信アンテナ決定部２１４ａは、送信アンテナのアンテナ番号と、優先待機アンテナのアンテナ番号とを、予め記憶している。まず、送信アンテナ決定部２１４ａは、動作を開始すると、ベースバンド処理部２１３から送信アンテナの品質測定用リファレンス信号を受けて、予め記憶している既知の品質測定用リファレンス信号と比較し、伝搬路品質を測定する（Ｓｃ１）。次に、送信アンテナ決定部２１４ａは、ベースバンド処理部２１３から優先待機アンテナの品質測定用リファレンス信号を受けて、予め記憶している既知の品質測定用リファレンス信号と比較し、伝搬路品質を測定する（Ｓｃ２）。送信アンテナ決定部２１４ａは、ステップＳｃ１で測定した送信アンテナの伝搬路品質と、ステップＳｃ２で測定した優先待機アンテナの伝搬路品質とを比較し、優先待機アンテナの伝搬路品質が、送信アンテナの伝搬路品質よりも大きい（良い）か否かを判定する（Ｓｃ３）。

ステップＳｃ３にて大きくないと判定したときは（Ｓｃ３−Ｎｏ）、ステップＳｃ９に遷移して、送信アンテナ決定部２１４ａは、品質測定用リファレンス信号を受信した回数を表す回数ｎを、インクリメントして、１増やす。次に、送信アンテナ決定部２１４ａは、この回数ｎが、予め設定された回数ｎの最大値より大きいか否かを判定する（Ｓｃ１０）。大きいと判定したときは（Ｓｃ１０−Ｙｅｓ）、ステップＳｃ１１に遷移して、送信アンテナ決定部２１４ａは、予め設定された順番に従い、優先待機アンテナを変更する。ここで、本実施形態では、予め設定された順番は、送信アンテナを除くアンテナの番号順なので、例えば、先に優先待機アンテナだったのが第二アンテナ１２０であれば、次の第三アンテナ１３０が優先待機アンテナとなる。

次に、送信アンテナ決定部２１４ａは、ステップＳｃ１１で決定したアンテナを、優先待機アンテナに設定したことを示す優先待機アンテナ変更の通知を、ベースバンド処理部２１３に出力し、送信部２１２、アンテナ２１０を介して移動通信装置１００ａに送信する（Ｓｃ１２）。次に、送信アンテナ決定部２１４ａは、品質測定用リファレンス信号を受信した回数を表す回数ｎを、クリアして「０」とする（Ｓｃ１３）。次に、ステップＳｃ１に戻って処理を繰り返す。また、ステップＳｃ１０の判定にて、小さいと判定したときは（Ｓｃ１０−Ｎｏ）、ステップＳｃ１に戻って処理を繰り返す。

一方、ステップＳｃ３にて大きいと判定したときは（Ｓｃ３−Ｙｅｓ）、ステップＳｃ４に遷移して、送信アンテナ決定部２１４ａは、このとき優先待機アンテナとなっているアンテナを送信アンテナに設定する。次に、送信アンテナ決定部２１４ａは、予め設定された規則に従い選択したアンテナに、優先待機アンテナを変更する（Ｓｃ５）。ここで、本実施形態では、予め設定された規則は、ステップＳｃ４の前に送信アンテナであったアンテナを選択することなので、例えば、先に送信アンテナだったのが第四アンテナ１４０で、優先待機アンテナだったのが第三アンテナ１３０であれば、第四アンテナ１４０を優先待機アンテナに設定する。さらに、送信アンテナ決定部２１４ａは、ステップＳｃ５で選択したアンテナを優先待機アンテナに設定したことと、ステップＳｃ４で優先待機アンテナだったアンテナを送信アンテナに設定したことを示す優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知を、移動通信装置１００ａに送信するように、ベースバンド処理部２１３に出力する（Ｓｃ６）。この優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知は、ベースバンド処理部２１３、送信部２１２、アンテナ２１０を介して、移動通信装置１００ａに送信される。次に、送信アンテナ決定部２１４ａは、品質測定用リファレンス信号を受信した回数を表す回数ｎを、クリアして「０」とする（Ｓｃ７）。

次に、送信アンテナ決定部２１４ａは、ベースバンド処理部２１３から先の送信アンテナの品質測定用リファレンス信号を受けて、既知の品質測定用リファレンス信号と比較し、伝搬路品質を測定したのち（Ｓｃ８）、ステップＳｃ１に戻って処理を繰り返す。ここで、先の送信アンテナの品質測定用リファレンス信号を受けるのは、ステップＳｃ６にて通知した優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更が、移動通信装置１００ａに反映される前の無線フレームを、基地局装置２００ａが受信しているためである。

図８は、本実施形態におけるスイッチ制御部１５２ａの動作を説明するフローチャートである。スイッチ制御部１５２ａは、送信アンテナのアンテナ番号と、優先待機アンテナのアンテナ番号とを、予め記憶している。まず、スイッチ制御部１５２ａは、スイッチ１５１を制御して、送信アンテナに設定されているアンテナに送信部１５０の出力信号を出力させる（Ｓｄ１）。次に、スイッチ制御部１５２ａは、１無線フレームの時間待ちをする（Ｓｄ２）。この間に、第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０のうち、送信アンテナに設定されているアンテナから、１無線フレームの送信部１５０の出力信号が送信される。なお、この１無線フレームの送信部１５０の出力信号の末尾には、品質測定用リファレンス信号が含まれている。

次に、スイッチ制御部１５２ａは、１無線フレームから１リファレンス信号を引いた時間の時間待ちをする（Ｓｄ３）。この間に、第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０のうち、送信アンテナに設定されているアンテナから、１無線フレームから１リファレンス信号を引いた時間の送信部１５０の出力信号が送信される。なお、この１無線フレームから１リファレンス信号を引いた時間の送信部１５０の出力信号の末尾には、品質測定用リファレンス信号の直前の信号までが含まれている。次に、スイッチ制御部１５２ａは、スイッチ１５１を制御して、優先待機アンテナに設定されているアンテナに送信部１５０の出力信号を出力させたのち（Ｓｄ４）、１リファレンス信号の時間待ちをする（Ｓｄ５）。この間に、第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０のうち、優先待機アンテナに設定されているアンテナから、１リファレンス信号分の送信部１５０の出力信号、すなわち品質測定用リファレンス信号が送信される。

次に、スイッチ制御部１５２ａは、スイッチ１５１を制御して、送信アンテナに設定されているアンテナに送信部１５０の出力信号を出力させる（Ｓｄ６）。次に、スイッチ制御部１５２ａは、１無線フレームの時間待ちをする（Ｓｄ７）。次に、スイッチ制御部１５２ａは、ベースバンド処理部１６０に問い合わせて、ここまでの処理の間に、基地局装置２００ａから優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知が有ったか否かを判定する（Ｓｄ８）。

この判定の結果、優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知が有ったときは（Ｓｄ８−Ｙｅｓ）、ステップＳｄ１０に遷移して、スイッチ制御部１５２ａは、該通知にて送信アンテナに指定されたアンテナを、送信アンテナに設定する。次に、スイッチ制御部１５２ａは、スイッチ１５１を制御して、送信アンテナに設定されているアンテナに送信部１５０の出力信号を出力させる（Ｓｄ１１）。次に、スイッチ制御部１５２ａは、１無線フレームの時間待ちをする（Ｓｄ１２）。これにより、優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知にて、送信アンテナに指定されたアンテナからデータおよび品質測定用リファレンス信号を送信する。次に、スイッチ制御部１５２ａは、優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知にて優先待機アンテナに指定されたアンテナを、優先待機アンテナに設定したのち（Ｓｄ１３）、ステップＳｄ３に戻って処理を繰り返す。

一方、ステップＳｄ８の判定の結果、優先待機アンテナおよび送信アンテナ変更の通知が無かったときは（Ｓｄ８−Ｎｏ）、ステップＳｄ９に遷移して、スイッチ制御部１５２ａは、ベースバンド処理部１６０に問い合わせて、ここまでの処理の間に、基地局装置２００ａから優先待機アンテナの通知が有ったか否かを判定する（Ｓｄ１０）。この判定の結果、優先待機アンテナ変更の通知が有ったときは（Ｓｄ９−Ｙｅｓ）、ステップＳｄ１３に遷移して、優先待機アンテナ変更の通知にて優先待機アンテナに指定されたアンテナを、優先待機アンテナに設定したのち（Ｓｄ１３）、ステップＳｄ３に戻って以降の処理を繰り返す。一方、このステップＳｄ１０の判定の結果、優先待機アンテナ変更の通知が無かったときは（Ｓｄ９−Ｎｏ）、ステップＳｄ３に戻って以降の処理を繰り返す。

図７および図８で示したように、基地局装置２００ａは、予め設定された規則に従い、優先待機アンテナを変更し（ステップＳｃ１０、Ｓｃ１１）、該変更を表す情報を移動通信装置１００ａに送信し（ステップＳｃ１２）、移動通信装置１００ａは、この変更を表す情報を受信し（ステップＳｄ９）、該情報に従い、優先待機アンテナを変更する（ステップＳｄ１３）

本実施形態では予め品質測定用リファレンス信号を送信する回数を決める代わりに基地局装置からの通知（例えばＬ３（Ｌａｙｅｒ３）メッセージ）を用いて送信アンテナを切り替える。
なお、基地局装置２００ａが優先待機アンテナを変更して通知を行う予め設定された規則としては、上述の実施形態と同様に基地局装置２００ａにてある一定回数の品質測定用リファレンス信号を送信するアンテナの切替が発生しない場合に、優先待機アンテナを変更する通知を行うこととしても良いし、その他の規則でも良い。その他の規則としては、例えば２つのアンテナから算出した伝搬路品質差あるいは比が予め設定された閾値以上になった場合に、当面アンテナ切替が起こらない可能性が高いとして優先待機アンテナを変更する通知を行うとすることがある。

本実施形態によれば、基地局装置２００ａだけの判断により適応的に優先待機アンテナの変更を通知する基準を設定するので、基地局装置２００ａで算出した伝搬路品質に基づき、優先待機アンテナの変更を決定することができる。

［第３の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。装置の構成は第１の実施形態と同一である。図９は、第３の実施形態における移動通信システム全体のネットワーク概略構成を示すブロック図である。同図において図１の各部に対応する部分には同一の符号（１１０〜１５１、１６０、２１０〜２１３、３００）を付け、その説明を省略する。移動通信システム１０ｂは、移動通信装置１００ｂと、移動通信網３００に接続された基地局装置２００ｂとを備える。移動通信装置１００ｂは、スイッチ制御部１５２に替えて、スイッチ制御部１５２ｂを備える点を除いて、図１の移動通信装置１００と同一である。基地局装置２００ｂは、送信アンテナ決定部２１４に替えて、送信アンテナ決定部２１４ｂを備える点を除いて、図１の基地局装置２００と同一である。

第３の実施形態における品質測定用リファレンス信号送信の動作について、図１０を参照して説明する。図１０は、移動通信装置１００ｂが送信する信号を説明する図である。図１０において、横軸は時間であり、一番上の段は、各無線フレームにおける送信アンテナの番号を表す。二番目から五番目の段は、それぞれ、第一アンテナ１１０から第四アンテナ１４０が品質測定用リファレンス信号を送信しているか否かを表す。ハッチングされているときは、その無線フレームの末尾において、該アンテナから品質測定用リファレンス信号が送信されることを表す。ハッチングされていないときは、品質測定用リファレンス信号が送信されないことを表す。また、六番目の段は、時間順に付された無線フレームの番号を表す。

無線フレーム＃０〜＃７、＃１２〜＃１９では、送信アンテナである第一アンテナ１１０と優先待機アンテナである第二アンテナ１２０から交互に品質測定用リファレンス信号を送信するように、スイッチ制御部１５２ｂはスイッチ１５１を制御する。本実施形態では、基地局装置２００ｂが、予め設定された第１の規則に従い、優先待機アンテナを変更するタイミングを決定し、このタイミングを表す情報である待機アンテナ巡回の要求を送信する。そして、基地局装置２００ｂは、この決定したタイミングに、予め設定された第２の規則に従い、優先待機アンテナを変更する。さらに、移動通信装置１００ｂは、この待機アンテナ巡回の要求を受信し、該要求が表すタイミングに、第２の規則に従い、優先待機アンテナを変更する。

本実施形態では、この予め設定された第１の規則は、送信アンテナの変更無しに、連続して６回の品質測定用リファレンス信号を送信されたときに、その次の優先待機アンテナを変更することであり、予め設定された第２の規則は、そのときの優先待機アンテナを除く、待機アンテナをアンテナ番号順に、優先待機アンテナに変更することである。

基地局装置２００ｂが、予め設定された第１の規則に従い、送信アンテナの変更無しに、連続して６回の品質測定用リファレンス信号を送信されたときに、待機アンテナ巡回の要求を無線フレーム＃８及び＃２０の時刻に送信する。移動通信装置１００ｂは、この待機アンテナ巡回の要求を、無線フレーム＃８及び＃２０の時刻に受信すると、該要求をベースバンド処理部１６０から受けた移動通信装置１００ｂのスイッチ制御部１５２は、第二アンテナ１２０から品質測定用リファレンス信号を送信する代わりに待機アンテナである第三アンテナ１３０および第四アンテナ１４０をアンテナ番号順に１回ずつ優先待機アンテナとし、そのときの優先待機アンテナから１回ずつ送信アンテナと交互に品質測定用リファレンス信号を送信するようにスイッチ１５１を制御して、待機アンテナ巡回を行なう。

基地局装置２００ｂの送信アンテナ決定部２１４ｂは、第三アンテナ１３０が第一アンテナ１１０より伝搬路品質が良ければ第三アンテナ１３０を送信アンテナに設定し、第一アンテナ１１０を優先待機アンテナに設定し、第二アンテナ１２０は通常の待機アンテナに設定する。第四アンテナ１４０が第一アンテナ１１０より伝搬路品質が良ければ、送信アンテナ決定部２１４ｂは、第四アンテナ１４０を送信アンテナに設定し、第一アンテナ１１０を優先待機アンテナ、第二アンテナ１２０を通常の待機アンテナに設定する。

このとき、送信アンテナ決定部２１４ｂは、少なくとも、送信アンテナとしたアンテナを示す送信アンテナ変更の通知を、ベースバンド処理部２１３、送信部２１２、アンテナ２１０を介して移動通信装置１００ｂに送信する。なお、送信アンテナを変更したときの優先待機アンテナについては、送信アンテナ決定部２１４ｂが、優先待機アンテナとしたアンテナを示す優先待機アンテナ変更の通知も、送信アンテナ変更の通知と同様にして送信するようにしてもよいし、基地局装置２００ｂの送信アンテナ決定部２１４ｂおよび移動通信装置１００ｂのスイッチ制御部１５２ｂとで、予め設定された同一の規則を用いて、同じアンテナを優先待機アンテナに選択するようにしてもよい。

なお、図１０では無線フレーム＃２３の時刻に第四アンテナ１４０から送信した品質測定用リファレンス信号ＳＲＳ６００が、無線フレーム＃２２の時刻に第一アンテナ１１０から送信した品質測定用リファレンス信号よりも伝搬路品質が良いと判定しており、この判定結果に従い、基地局装置２００ｂの送信アンテナ決定部は、無線フレーム＃２４の時刻に送信アンテナを第四アンテナ１４０に切り替える送信アンテナ変更の通知を、移動通信装置１００ｂに送信する。移動通信装置１００ｂは、その送信アンテナ変更の通知を受けた後は、送信アンテナである第四アンテナ１４０と優先待機アンテナである第一アンテナ１１０とから交互に品質測定用リファレンス信号を送信する。

なお、待機アンテナ巡回を行った際に、基地局装置２００ｂの送信アンテナ決定部２１４ｂが、通常の待機アンテナが送信アンテナよりは伝搬路品質が悪いものの、優先待機アンテナより伝搬路品質が良いと判定したときに、送信アンテナ決定部２１４ｂが、伝搬路品質の良い通常の待機アンテナを、優先待機アンテナとする優先待機アンテナ変更の通知を、ベースバンド処理部２１３、送信部２１２、アンテナ２１０を介して送信するようにしてもよい。

また、基地局装置２００ｂからの待機アンテナ巡回の要求を受けると、予め設定された第２の規則として、移動通信装置１００ｂのスイッチ制御部１５２ｂは、全ての通常の待機アンテナを順に優先待機アンテナとし、各アンテナが優先待機アンテナになったときに品質測定用リファレンス信号を送信するのではなく、一部だけを優先待機アンテナとし、送信するようにしてもよい。例えば、図１０では無線フレーム＃８、＃２０の時刻の要求において、第三アンテナ１３０と第四アンテナ１４０との両方から品質測定用リファレンス信号を送信する要求を行っているが、例えば無線フレーム＃８の時刻では次に第三アンテナ１３０から、無線フレーム＃２０の時刻では次に第四アンテナ１４０から品質測定用リファレンス信号を要求するのでもよい。また、２回ずつ送信するなど回数の指定を加えてもよい。また、基地局装置からの要求でなくても、予め通常待機アンテナから品質測定用リファレンス信号を送信する周期を決めておいてもよい。

本実施形態によれば、第二アンテナ１２０の伝搬路品質よりも、第三アンテナ１３０の伝搬路品質が良いときには、第一アンテナ１１０と第三アンテナから交互に品質測定用リファレンス信号の送信を行うようになるため、アンテナ切替が発生しにくくなる可能性を防止することができる。

なお、上述の第１から第３の実施形態では、送信アンテナが１本であるとして説明したが、送信アンテナが２本またはそれ以上であってもよく、待機アンテナが２本またはそれ以上あれば、それらの一部を優先待機アンテナとすることで効果が得られる。このとき、品質測定用リファレンス信号を、２本の送信アンテナから同時に送信するようにしてもよい。
また、上述の第１から第３の実施形態では、優先待機アンテナが１本であるとして説明したが、全ての待機アンテナが優先待機アンテナとなるのでなければ、優先待機アンテナが２本またはそれ以上であってもよい。

また、図１におけるスイッチ制御部１５２、ベースバンド処理部１６０、２１３、送信アンテナ決定部２１４、および図５におけるスイッチ制御部１５２ａ、ベースバンド処理部１６０、２１３、送信アンテナ決定部２１４ａ、および図９におけるスイッチ制御部１５２ｂ、ベースバンド処理部１６０、２１３、送信アンテナ決定部２１４ｂの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、これらの処理を行ってもよいし、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、携帯電話装置を移動通信装置とする移動通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。

この発明の第１の実施形態における移動通信システム全体のネットワーク概略構成を示すブロック図である。 同実施形態における移動通信装置１００が送信する信号を説明する図である。 同実施形態における送信アンテナ決定部２１４の動作を説明するフローチャートである。 同実施形態におけるスイッチ制御部１５２の動作を説明するフローチャートである。 この発明の第２の実施形態における移動通信システム全体のネットワーク概略構成を示すブロック図である。 同実施形態における移動通信装置１００ａが送信する信号を説明する図である。 同実施形態における送信アンテナ決定部２１４ａの動作を説明するフローチャートである。 同実施形態におけるスイッチ制御部１５２ａの動作を説明するフローチャートである。 この発明の第３の実施形態における移動通信システム全体のネットワーク概略構成を示すブロック図である。 同実施形態における移動通信装置１００ｂが送信する信号を説明する図である。 従来の移動通信装置が送信する信号を詳細に説明する図である。 従来の移動通信装置が送信する信号を説明する図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ…移動通信システム
１００、１００ａ、１００ｂ…移動通信装置
１１０…第一アンテナ
１１１…第一受信部
１２０…第二アンテナ
１２１…第二受信部
１３０…第三アンテナ
１３１…第三受信部
１４０…第四アンテナ
１４１…第四受信部
１５０…送信部
１５１…スイッチ
１５２、１５２ａ、１５２ｂ…スイッチ制御部
１６０…ベースバンド処理部
２００、２００ａ、２００ｂ…基地局装置
２１０…アンテナ
２１１…受信部
２１２…送信部
２１３…ベースバンド処理部
２１４、２１４ａ、２１４ｂ…送信アンテナ決定部
３００…移動通信網

Claims (7)

1. ３つまたはそれを超える数のアンテナを備える第１の通信装置と、前記第１の通信装置が送信したデータを受信する第２の通信装置とを備える無線通信システムにおいて、
   前記第１の通信装置は、
   伝搬路の品質測定用のリファレンス信号を、前記アンテナのうち、データの送信に用いている送信アンテナと、前記送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとから送信し、
   前記第２の通信装置は、
   前記送信アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質と、前記一部の待機アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質とから、前記第１の通信装置がデータを送信する際に用いるアンテナを決定する送信アンテナ決定部を具備すること
   を特徴とする無線通信システム。
2. 前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、予め設定された同一の規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記第２の通信装置は、予め設定された規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更し、該変更を表す情報を前記第１の通信装置に送信し、
   前記第１の通信装置は、前記変更を表す情報を受信し、該情報に従い、前記一部の待機アンテナを変更することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 前記第２の通信装置は、予め設定された第１の規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更するタイミングを決定し、該タイミングを表す情報を前記第１の通信装置に送信し、前記決定したタイミングに、予め設定された第２の規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更し、
   前記第１の通信装置は、前記タイミングを表す情報を受信し、該情報が表すタイミングに、前記予め設定された第２の規則に従い、前記一部の待機アンテナを変更すること
   を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. ３つまたはそれを超える数のアンテナを備える通信装置において、
   伝搬路の品質測定用のリファレンス信号であって、当該通信装置によるデータの送信に用いるアンテナを決めるためのリファレンス信号を、前記アンテナのうち、データの送信に用いている送信アンテナと、前記送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとから送信すること
   を特徴とする通信装置。
6. ３つまたはそれを超える数のアンテナを備える通信相手が、前記アンテナのうち、データの送信に用いている送信アンテナと、前記送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとから送信した伝搬路の品質測定用のリファレンス信号を受信する通信装置において、
   前記送信アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質と、前記一部の待機アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質とから、前記通信相手がデータを送信する際に用いるアンテナを決定する送信アンテナ決定部を具備すること
   を特徴とする通信装置。
7. ３つまたはそれを超える数のアンテナを備える第１の通信装置と、前記第１の通信装置が送信したデータを受信する第２の通信装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法において、
   前記第１の通信装置が、伝搬路の品質測定用のリファレンス信号を、前記アンテナのうち、データの送信に用いている送信アンテナと、前記送信アンテナ以外のうちの一部の待機アンテナとから送信する第１の過程と、
   前記第２の通信装置が、前記送信アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質と、前記一部の待機アンテナから送信されたリファレンス信号から算出した伝搬路の品質とから、前記第１の通信装置がデータを送信する際に用いるアンテナを決定する第２の過程と
   を有することを特徴とする無線通信方法。

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