JP5514225B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は複数のアンテナ装置を備えた無線通信装置に関し、特に、電波伝搬環境の変動に応じて複数のアンテナ装置の各放射パターンを変化する無線通信装置に関する。

情報端末どうしを相互に接続するネットワーク形態の中で、無線通信を用いたネットワークは、有線通信を用いたネットワークに比較して、情報端末の可搬性及び配置の自由度の点で優れていること及び情報端末間の接続のための有線ケーブルを省くことにより情報端末を軽量化できることなどの利点を有する。これにより、無線通信装置は、従来のパーソナルコンピュータ間でのデータ伝送に利用されるのみならず、現在では、多くの家電製品にも搭載され、当該家電製品間での映像音声データの伝送のために利用されるようになってきた。

しかしながら、無線通信装置は上記のような利点を有する反面、空間に電磁波を放射して通信を行うので、多数の反射物が設置されているような空間に設置される場合、物体に反射して到来する遅延波によって引き起こされるフェージングの影響によって伝送特性の劣化が起きて、データ伝送を正常に行えないことがあった。例えば、大型テレビジョン放送受信装置やブルーレイディスク記録再生装置及びＤＶＤレコーダなどの、固定して設置される家電機器を用いてインターネット・ビデオ・オン・デマンド（ＶｏＤ；Ｖｉｄｅｏ ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）技術を利用する場合、各家電機器に無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）への接続機能を搭載し、さらにインターネット回線に接続するための無線ＬＡＮアクセスポイントを設ける必要がある。この場合には、主に、テレビジョン放送受信装置やＤＶＤレコーダの周囲にいる人間、扉の開閉などの動きに起因するフェージングが発生する。また、ワンセグ・テレビジョン放送受信装置などの小型のテレビジョン放送受信装置又はポータブルＤＶＤプレーヤなどの持ち運びが可能なポータブル機器に搭載された無線通信装置と無線アクセスポイントとの間で通信を行う場合には、主に、機器そのものを動かすことによりフェージングが発生する。

従来、このようなフェージングに対する対策として、送受信アンテナの指向性制御及び様々なダイバーシチ処理などの制御方法が提案されている。電波伝搬環境の時間変化に応じて無線信号を受信する従来技術に係る無線通信装置は、例えば特許文献１〜特許文献３に記載されている。

特開２０００−１３４０２３号公報。 特開２００５−１４２８６６号公報。 特開平８−１７２４２３号公報。

従来技術に係る選択ダイバーシチ処理などの制御方法を用いることにより、フェージング現象による通信速度の低下そのものを抑制することは可能である。しかしながら、送受信アンテナの指向性制御又はダイバーシチ処理を行うための制御パラメータの各設定値が適切でない場合には、不必要なアンテナ制御が発生し、スループットが低下することがあった。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、電波伝搬環境の変動に応じて、従来技術に比較して効率的に複数のアンテナ装置の各放射パターンを変化する無線通信装置を提供することにある。

第１の発明に係る無線通信装置は、
互いに異なる複数の第１の放射パターンを有する第１のアンテナ装置と、
互いに異なる複数の第２の放射パターンを有する第２のアンテナ装置と、
上記第１及び第２のアンテナ装置の各放射パターンを切り換えて設定する制御手段とを備えた無線通信装置であって、
上記制御手段は、
上記第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、上記第１及び第２のアンテナ装置によってそれぞれ受信された無線信号の第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて、上記無線通信装置に対する受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように当該受信電界の検出時間間隔を設定するとともに、当該受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように各放射パターンの切換しきい値回数を設定し、
上記設定された検出時間間隔毎に上記第１及び第２の受信信号レベルの線形結合値を計算し、上記計算された線形結合値が所定値以下であることを上記設定された切換しきい値回数だけ連続して検出したときに、別の放射パターンの組み合わせに切り換えるように制御することを特徴とする無線通信装置。

上記無線通信装置は、上記受信電界及び上記受信電界の経時変化の各変化に対して、上記検出時間間隔の各設定値を含む第１のテーブルと、上記受信電界及び上記受信電界の経時変化の各変化に対して、上記切換しきい値回数の各設定値を含む第２のテーブルとを予め記憶する記憶手段をさらに備え、
上記受信電界は、上記第１及び第２の受信信号レベルを同時に所定の第１の回数だけ測定したときの各測定値の総和であり、
上記受信電界の経時変化は、上記第１及び第２の受信信号レベルを同時に所定の第２の回数だけ測定したときの各測定値の総和と、上記第１及び第２の受信信号レベルを同時に上記第２の回数だけさらに測定したときの各測定値の総和との間の差の絶対値であり、
上記制御手段は、上記第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、上記第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて上記受信電界及び上記受信電界の経時変化を計算し、上記受信電界及び上記受信電界の経時変化の各計算値に基づいて、上記第１のテーブルを参照して上記検出時間間隔を設定するとともに、上記第２のテーブルを参照して上記切り換えしきい値回数を設定することを特徴とする。

また、上記無線通信装置において、上記線形結合値は、上記第１及び第２の受信信号レベルの各測定値の平均値であることを特徴とする。

第２の発明に係る無線通信装置は、
互いに異なる複数の第１の放射パターンを有する第１のアンテナ装置と、
互いに異なる複数の第２の放射パターンを有する第２のアンテナ装置と、
上記第１及び第２のアンテナ装置の各放射パターンを切り換えて設定する制御手段とを備えた無線通信装置であって、
上記制御手段は、
上記第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、上記第１及び第２のアンテナ装置によってそれぞれ受信された無線信号の第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて、上記無線通信装置に対する受信電界の増加とともに増加するように各放射パターンの第１の切換しきい値受信電界を設定し、
所定の第１の検出時間間隔毎に上記第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルのうちの少なくとも一方が上記設定された第１の切換しきい値受信電界以下であることを所定の第１の切換しきい値回数だけ連続して検出したときに、別の放射パターンの組み合わせに切り換えるように制御することを特徴とする。

上記無線通信装置は、
（ａ）上記受信電界の変化に対して、上記第１の切換しきい値受信電界の各設定値を含む第１のテーブルと、
（ｂ）上記複数の第１の放射パターンと上記複数の第２の放射パターンとの複数の放射パターンの組み合わせを、各合成放射パターンの指向特性を考慮して複数の放射パターングループに分類してなる第２のテーブルとを予め記憶する記憶手段をさらに備え、
上記受信電界は、同時に測定された上記第１及び第２の受信信号レベルの各測定値のうちの大きい方の測定値であり、
上記制御手段は、上記第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて上記受信電界を計算し、上記受信電界の計算値に基づいて、上記第１のテーブルを参照して上記第１の切換しきい値受信電界を設定し、
上記制御手段は、上記複数の放射パターンの組み合わせのうちの１つの組み合わせを選択して設定するように上記第１及び第２のアンテナ装置を制御したときに、上記第１の検出時間間隔毎に上記第１及び第２の受信信号レベルを測定し、
（ａ）上記測定された第１及び第２の受信信号レベルが上記設定された第１の切換しきい値受信電界より大きいときには、上記選択された放射パターンの組み合わせを保持し、
（ｂ）上記測定された第１及び第２の受信信号レベルが上記設定された第１の切換しきい値受信電界以下であることを上記第１の切換しきい値回数だけ連続して検出したときには、上記第２のテーブルを参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる放射パターングループとは別の放射パターングループに含まれる所定の放射パターンの組み合わせを選択し、
（ｃ）上記測定された第１及び第２の受信信号レベルのうちの一方が上記設定された第１の切換しきい値受信電界以下であることを上記第１の切換しきい値回数だけ連続して検出したときには、所定の選択処理を実行することにより、上記第２のテーブルを参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる放射パターングループに含まれる別の放射パターンの組み合わせを選択することを含むことを特徴とする。

また、上記無線通信装置において、
上記各放射パターングループは第１及び第２の放射パターンサブグループを含み、
上記各放射パターングループにおいて、上記第１の放射パターンサブグループに含まれる各放射パターンの組み合わせに含まれる第１の放射パターンは互いに同一であり、かつ上記第１の放射パターンサブグループに含まれる各放射パターンの組み合わせに含まれる第２の放射パターンは互いに異なり、
上記各放射パターングループにおいて、上記第２の放射パターンサブグループに含まれる各放射パターンの組み合わせに含まれる第１の放射パターンは互いに異なり、かつ上記第２の放射パターンサブグループに含まれる各放射パターンの組み合わせに含まれる第２の放射パターンは互いに同一であり、
上記選択処理は、
（ｃ１）上記測定された第１の受信信号レベルが上記測定された第２の受信信号レベル以上であるときには、上記第２のテーブルを参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる第１の放射パターンサブグループに含まれ、かつ上記選択された放射パターンの組み合わせと異なる放射パターンの第１の組み合わせを選択する一方、
（ｃ２）上記測定された第１の受信信号レベルが上記測定された第２の受信信号レベル未満であるときには、上記第２のテーブルを参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる第２の放射パターンサブグループに含まれ、かつ上記選択された放射パターンの組み合わせと異なる放射パターンの第２の組み合わせを選択することを含むことを特徴とする。

さらに、上記無線通信装置において、
上記第１のテーブルは、上記受信電界の変化に対して、第２の切換しきい値受信電界の各設定値をさらに含み、
上記制御手段は、上記第１のテーブルを参照して上記第１の切換しきい値受信電界を設定するときに、上記計算された受信電界に基づいて、上記第１のテーブルを参照して上記第２の切換しきい値受信電界をさらに設定し、
上記選択処理は、所定の第２の検出時間間隔毎に上記第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルのうち少なくとも一方が上記設定された第２の切換しきい値受信電界以下であることを、所定の第２の切換しきい値回数だけ連続して検出したときに、上記放射パターンの第１又は第２の組み合わせを選択することを含むことを特徴とする。

またさらに、上記無線通信装置において、
上記第１のテーブルにおいて、上記第１の切換しきい値受信電界の複数の設定値は、上記受信電界の増加とともに増加するように設定され、上記第２の切換しきい値受信電界の複数の設定値は、上記受信電界の増加とともに増加するように設定され、かつ、上記第１の切換しきい値受信電界の各設定値は、対応する上記第２の切換しきい値受信電界の設定値よりも大きい値に設定され、
上記第１の切換しきい値回数は、上記第２の切換しきい値回数よりも小さい値を有するように設定され、
上記第１の検出時間間隔は、上記第２の検出時間間隔よりも小さい値を有するように設定されたことを特徴とする。

また、上記無線通信装置において、
上記第１のアンテナ装置は、各第１のアンテナ素子毎に互いに異なる複数の第１の放射パターンをそれぞれ有する複数の第１のアンテナ素子と、上記複数の第１のアンテナ素子のうちの１つのアンテナ素子を選択するように選択的に切り換える第１の切り換え手段とを備え、
上記第２のアンテナ装置は、各第２のアンテナ素子毎に互いに異なる複数の第２の放射パターンをそれぞれ有する複数の第２のアンテナ素子と、上記複数の第２のアンテナ素子のうちの１つのアンテナ素子を選択するように選択的に切り換える第２の切り換え手段とを備えたことを特徴とする。

さらに、上記無線通信装置において、
上記第１のアンテナ装置は、第１の給電素子と、上記第１の給電素子に電磁的に結合するように近接してそれぞれ設けられた２つの第１の無給電素子と、上記各第１の無給電素子を反射器として動作させるか否かを切り換えることによって上記互いに異なる複数の第１の放射パターンのうちの１つの放射パターンを選択するように選択的に切り換える第１の放射パターン制御手段とを備え、
上記第２のアンテナ装置は、第２の給電素子と、上記第２の給電素子に電磁的に結合するように近接してそれぞれ設けられた２つの第２の無給電素子と、上記各第２の無給電素子を反射器として動作させるか否かを切り換えることによって上記互いに異なる複数の第２の放射パターンのうちの１つの放射パターンを選択するように選択的に切り換える第２の放射パターン制御手段とを備えたことを特徴とする。

第１の発明に係る無線通信装置によれば、制御手段は、第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、第１及び第２のアンテナ装置によってそれぞれ受信された無線信号の第１及び第２の受信信号レベルを測定し、測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて、無線通信装置に対する受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように当該受信電界の検出時間間隔を設定するとともに、当該受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように各放射パターンの切換しきい値回数を設定するので、電波伝搬環境の変動に応じて、従来技術に比較して効率的に複数のアンテナ装置の各放射パターンを変化できる。

また、第２の発明に係る無線通信装置によれば、制御手段は、第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、第１及び第２のアンテナ装置によってそれぞれ受信された無線信号の第１及び第２の受信信号レベルを測定し、測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて、無線通信装置に対する受信電界の増加とともに増加するように各放射パターンの第１の切換しきい値受信電界を設定するので、電波伝搬環境の変動に応じて、従来技術に比較して効率的に複数のアンテナ装置の各放射パターンを変化できる。

本発明の第１の実施形態に係るクライアント装置２００の構成を示すブロック図である。 図１のモニタ装置２０５の斜視図である。 図１の検出パケット間隔テーブルＴ１を示す表である。 図１の切換しきい値回数テーブルＴ２を示す表である。 図１のコントローラ２０１によって実行されるアンテナ選択処理の第１の部分を示すフローチャートである。 図１のコントローラ２０１によって実行されるアンテナ選択処理の第２の部分を示すフローチャートである。 図１のアンテナ組み合わせテーブルＴ３を示す表である。 本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置３００の構成を示すブロック図である。 図８の無線通信装置３００の斜視図である。 図８の無線通信装置３００の平面図である。 図９の基板４０１の平面図である。 図９の基板４０２の平面図である。 図１１の無給電素子１ａ，１ｂがオフされているときのアレーアンテナ装置１の放射パターンを示すグラフである。 図１１の無給電素子１ｂのみがオンされているときのアレーアンテナ装置１の放射パターンを示すグラフである。 図１１の無給電素子１ａ，１ｂがオンされているときのアレーアンテナ装置１の放射パターンを示すグラフである。 図１１の無給電素子１ａのみがオンされているときのアレーアンテナ装置１の放射パターンを示すグラフである。 図８の放射パターンテーブルＴ４を示す表である。 図８の放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５を示す表である。 図８のコントローラ３０１によって実行される放射パターン選択処理を示すフローチャートである。 図１６のステップＳ５６の放射パターングループ選択処理を示すフローチャートである。 図１７のステップＳ８５の放射パターンサブグループ選択処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るクライアント装置２００の構成を示すブロック図であり、図２は、図１のモニタ装置２０５の斜視図である。また、図３は、図１の検出パケット間隔テーブルＴ１を示す表であり、図４は、図１の切換しきい値回数テーブルＴ２を示す表である。さらに、図５及び図６は、図１のコントローラ２０１によって実行されるアンテナ選択処理を示すフローチャートであり、図７は、図１のアンテナ組み合わせテーブルＴ３を示す表であって、図１のコントローラ２０１によって選択されるアンテナ組み合わせと、各アンテナ組み合わせにおいて選択されるアンテナ素子との関係を示す表である。

詳細後述するように、本実施形態に係るクライアント装置２００は、無線通信装置であって、
（ａ）垂直偏波及び水平偏波の電波をそれぞれ受信するアンテナ素子１ｖ，１ｈと、アンテナ素子１ｖ，１ｈのうちの１つのアンテナ素子を選択するように選択的に切り換えるスイッチＳＷ１とを備えたアンテナ装置１Ｐと、
（ｂ）垂直偏波及び水平偏波の電波をそれぞれ受信するアンテナ素子２ｖ，２ｈと、アンテナ素子２ｖ，２ｈのうちの１つのアンテナ素子を選択するように選択的に切り換えるスイッチＳＷ２とを備えたアンテナ装置２Ｐと、
（ｃ）アンテナ装置１Ｐによって受信された無線信号の受信信号レベルを示すＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の測定値Ｒ１１ｎ（ｎ＝１，２，…，５），Ｒ２１ｎ及びアンテナ装置２Ｐによって受信された無線信号の受信信号レベルを示すＲＳＳＩの測定値Ｒ１２ｎ，Ｒ２２ｎを用いて計算された電界パラメータＰ１及びＰ２の各設定値に対して、選択処理用パラメータである検出パケット間隔（ＲＳＳＩ測定パケット間隔ともいう。）Ｍｐの各設定値を含む検出パケット間隔テーブルＴ１（ＲＳＳＩ測定パケット間隔テーブルＴ１ともいう。）と、電界パラメータＰ１及びＰ２の各設定値に対して、選択処理用パラメータである切換しきい値回数Ｎｃ（カウント値しきい値ともいう。）の各設定値を含む切換しきい値回数テーブルＴ２（カウント値しきい値テーブルＴ２ともいう。）を予め記憶するフラッシュメモリ２０３と、
（ｄ）検出パケット間隔テーブルＴ１及び切換しきい値回数テーブルＴ２を参照して、アンテナ装置１Ｐの放射パターン及びアンテナ装置２Ｐの放射パターンを切り換えて設定するコントローラ２０１とを備えて構成される。

ここで、コントローラ２０１は、アンテナ装置１Ｐにおいてアンテナ素子１ｖを選択しかつアンテナ装置２Ｐにおいてアンテナ素子２ｖを選択するように設定したときに、アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐによってそれぞれ受信された無線信号の受信信号レベルの測定値Ｒ１１ｎ，Ｒ２１ｎ，Ｒ１２ｎ，Ｒ２２ｎを測定し、測定値Ｒ１１ｎ，Ｒ２１ｎ，Ｒ１２ｎ，Ｒ２２ｎに基づいて、クライアント装置２００に対する受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように当該受信電界の検出時間間隔に対応する検出パケット間隔Ｍｐを設定するとともに、当該受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように各放射パターンの切換しきい値回数Ｎｃを設定する。さらに、コントローラ２０１は、上記設定された検出パケット間隔毎にアンテナ装置１Ｐによって受信された無線信号のＲＳＳＩと、アンテナ装置２Ｐによって受信された無線信号のＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩａｖを計算し、平均値ＲＳＳＩａｖが所定値以下であることを上記設定された切換しきい値回数Ｎｃだけ連続して検出したときに、別の放射パターンの組み合わせに切り換えるように制御することを特徴としている。

さらに、コントローラ２０１は、アンテナ素子１ｖ，１ｈとアンテナ素子２ｖ，２ｈとの複数のアンテナ組み合わせのうちのアンテナ組み合わせＣ１（図７参照。）を選択して設定するようにアンテナ装置１Ｐ，２Ｐを制御したときに、ＲＳＳＩの測定値Ｒ１１ｎ，Ｒ２１ｎ，Ｒ１２ｎ，Ｒ２２ｎを測定し（ステップＳ１〜Ｓ３）、上記ＲＳＳＩの測定値Ｒ１１ｎ，Ｒ２１ｎ，Ｒ１２ｎ，Ｒ２２ｎに基づいて電界パラメータＰ１，Ｐ２を計算し（ステップＳ４，Ｓ５。）、上記計算された電界パラメータＰ１，Ｐ２の計算値に基づいて、検出パケット間隔テーブルＴ１を参照して検出パケット間隔Ｍｐを設定し、かつ切換しきい値回数テーブルＴ２を参照して切換しきい値回数Ｎｃを設定し（ステップＳ６）、選択された検出パケット間隔Ｍｐ及び切換しきい値回数Ｎｃに基づいて、図６の第２の選択処理を用いて、図７の複数のアンテナ組み合わせのうちの１つの組み合わせを選択することを特徴としている。

以下、本実施形態に係るクライアント装置２００の構成及び動作を具体的に説明する。図１において、クライアント装置２００は、無線ＬＡＮの通信規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠した２×２のＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）伝送方式の無線通信装置であって、航空機内の各座席に設けられ、他のクライアント装置２００及び航空機内のアクセスポイント（図示せず）との間で無線通信を行う。クライアント装置２００は、製造時にホスト装置１００に対して所定の接続インターフェースを用いて接続される。クライアント装置２００は、コントローラ２０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、不揮発性のフラッシュメモリ２０３と、無線通信回路２０４と、モニタ装置２０５と、インターフェース２０６と、アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐを備えたアンテナ装置１０と、バス２１０とを備えて構成される。

ここで、アンテナ装置１Ｐは偏波ダイバーシチアンテナ装置であって、水平偏波の電波を受信するアンテナ素子１ｈと、垂直偏波の電波を受信するアンテナ素子１ｖと、アンテナ素子１ｈ及び１ｖのうちの一方のアンテナ素子を無線通信回路２０４に接続するスイッチＳＷ１とを備えて構成される。また、アンテナ装置２Ｐは偏波ダイバーシチアンテナ装置であって、水平偏波の電波を受信するアンテナ素子２ｈと、垂直偏波の電波を受信するアンテナ素子２ｖと、アンテナ素子２ｈ及び２ｖのうちの一方のアンテナ素子を無線通信回路２０４に接続するスイッチＳＷ２とを備えて構成される。すなわち、アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐはそれぞれ、互いに異なる２つの放射パターンを有する。また、図２に示すように、アンテナ素子１ｈ及び１ｖはモニタ装置２０５の樹脂製の筐体２０５ｃの左上の角部分にそれぞれ埋め込まれたモノポールアンテナであり、アンテナ素子２ｈ及び２ｖはモニタ装置２０５の筐体２０５の右上の角部分に埋め込まれたモノポールアンテナである。

図１において、コントローラ２０１は具体的にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成されており、バス２１０を介してＲＯＭ２０２、フラッシュメモリ２０３、無線通信回路２０４、モニタ装置２０５及びインターフェース２０６と接続されていてそれらを制御するほか、種々のソフトウェアの機能を実行する。さらに、コントローラ２０１は、図５を参照して詳細後述するアンテナ選択処理において、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をそれぞれ切り換える。モニタ装置２０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ））又はＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイなどの表示装置であり、クライアント装置２００の動作状態の表示及び受信された映像データの表示を行う。ＲＯＭ２０２は、クライアント装置２００の動作に必要であってコントローラ２０１によって実行される種々のソフトウェアのプログラム及び図５のアンテナ選択処理のプログラムを予め記憶する。また、フラッシュメモリ２０３は、コントローラ２０１のワーキングエリアとして使用されてプログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶するとともに、詳細後述する検出パケット間隔テーブルＴ１と、切換しきい値回数テーブルＴ２と、アンテナ組み合わせテーブルＴ３とを記憶する。さらに、インターフェース２０６は、ホスト装置１００からの信号及びデータを受信する一方、ホスト装置１００に対して信号及びデータを送信して信号変換及びプロトコル変換などの所定のインターフェース処理を実行する。

また、図１において、無線通信回路２０４は、アンテナ装置１Ｐからの無線信号を処理する高周波処理回路と、アンテナ装置２Ｐからの無線信号を処理する高周波処理回路と、ベースバンド処理回路と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理回路とを備えて構成される。各高周波処理回路は、入力される無線信号に対して所定の帯域通過処理を行う高周波バンドパスフィルタと、帯域通過処理後の無線信号を増幅する低雑音増幅器と、増幅後の無線信号をベースバンド信号に直接的に復調するダイレクトコンバージョン方式の復調器と、ベースバンド信号に所定の帯域通過処理を行うベースバンドフィルタとを備えて構成される。さらに、ベースバンド処理回路は、２つの高周波処理回路から入力される各ベースバンド信号の信号レベルが実質的に一定になるように制御する２個のＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路と、ＡＧＣ回路からのベースバンド信号に対してＭＩＭＯ復号化処理を行うことにより復号化信号を発生してＭＡＣ処理回路に出力するＭＩＭＯ復号化回路とを備える。ここで、ベースバンド処理回路は、各データパケットの受信時に当該データパケットのプリアンブルのデータを用いて、各ＡＧＣ回路から出力される制御電圧である各ＡＧＣ電圧に基づいて、各ベースバンド信号に係る無線信号の受信信号レベルを示すＲＳＳＩ（受信信号強度表示）を計算してコントローラ２０１に出力する。また、ＭＡＣ処理回路は、ベースバンド処理回路からの復号化信号に含まれるデータパケットに基づいて、当該データパケットがクライアント装置２００宛か否かを判断し、クライアント装置２００宛であるときはベースバンド処理回路からの復号化信号に対して所定のＭＡＣ処理を行った後に、コントローラ２０１に出力する。

図１において、コントローラ２０１は、クライアント装置２００の製造時に、ホスト装置１００のメモリ１００ｍに記憶されている検出パケット間隔テーブルＴ１及び切換しきい値回数テーブルＴ２を読み出して、フラッシュメモリ２０３に記憶する。なお、アンテナ組み合わせテーブルＴ３は、予めフラッシュメモリ２０３に記憶されている。コントローラ２０１は、図５及び図６のアンテナ選択処理を行うときに、無線通信回路２０４からのアンテナ装置１Ｐ及び２Ｐに係る各ＲＳＳＩ測定値に基づいて、フラッシュメモリ２０３に記憶された検出パケット間隔テーブルＴ１及び切換しきい値回数テーブルＴ２を参照して、図７のアンテナ組み合わせＣ１〜Ｃ４のうちの１つを選択し、選択されたアンテナ組み合わせのアンテナに切り換えるようにスイッチＳＷ１及びＳＷ２を制御する。図７に示すように、アンテナ組み合わせＣ１においてアンテナ素子１ｖ及び２ｖが選択され、アンテナ組み合わせＣ２においてアンテナ素子１ｖ及び２ｈが選択され、アンテナ組み合わせＣ３においてアンテナ素子１ｈ及び２ｖが選択され、アンテナ組み合わせＣ４においてアンテナ素子１ｈ及び２ｈが選択される。なお、アンテナ組み合わせＣ１〜Ｃ４は、アンテナ組み合わせＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の順序で高い優先順位を有し、コントローラ２０１は、アンテナ組み合わせテーブルＴ３を参照して、当該優先順位に従ってアンテナ組み合わせを切り換える。

次に、コントローラ２０１によって実行されるアンテナ選択処理を説明する。図５において、始めにステップＳ１において、コントローラ２０１は、アンテナ組み合わせテーブルＴ３を参照して、スイッチＳＷ１を接点ｂ側に切り換えかつスイッチＳＷ２を接点ｂ側に切り換えることにより、アンテナ組み合わせＣ１〜Ｃ４のうちで最も高い優先順位を有するアンテナ組み合わせＣ１を選択し、パケットの受信を開始するように無線通信回路２０４を制御する。そして、ステップＳ２において、各アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐを用いてＲＳＳＩを０．５秒間隔で５回だけ測定し、アンテナ装置１Ｐによって受信された無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ１１ｎ（ｎ＝１，２，…，５）及びアンテナ装置２Ｐによって受信された無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ１２ｎを取得し、５秒間待機するように無線通信回路２０４を制御する。さらに、ステップＳ３において、各アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐを用いてＲＳＳＩを０．５秒間隔で５回だけ測定し、アンテナ装置１Ｐによって受信された無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ２１ｎ及びアンテナ装置２Ｐによって受信された無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ２２ｎを取得するように無線通信回路２０４を制御する。

次に、ステップＳ４において、コントローラ２０１は、以下の式（１）を用いて電界パラメータＰ１を計算する。

さらに、ステップＳ５において、コントローラ２０１は、以下の式（２）を用いて電界パラメータＰ２を計算する。

ここで、式（１）に示すように、電界パラメータＰ１は、アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐに係る各ＲＳＳＩを同時に１０回だけ測定したときの測定されたＲＳＳＩ測定値Ｒ１１ｎ，Ｒ１２ｎ，Ｒ２１ｎ，Ｒ２２ｎの総和である。電界パラメータＰ１は、クライアント装置２００に対する受信電界の強度を表す。また、電界パラメータＰ２は、アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐに係る各ＲＳＳＩを同時に５回だけ測定したときの測定されたＲＳＳＩ測定値Ｒ１１ｎ，Ｒ１２ｎの総和と、アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐに係る各ＲＳＳＩを同時に５回だけさらに測定したときの測定されたＲＳＳＩ測定値Ｒ２１ｎ，Ｒ２２ｎの総和との間の差の絶対値である。電界パラメータＰ２は、クライアント装置２００に対する受信電界の経時変化の大きさを表す。

次に、ステップＳ６において、コントローラ２０１は、計算された電界パラメータＰ１及びＰ２に基づいて、検出パケット間隔テーブルＴ１を参照して検出パケット間隔Ｍｐの設定値を設定し、切換しきい値回数テーブルＴ２を参照して切換しきい値回数Ｎｃの設定値を設定する。ここで、検出パケット間隔Ｍｐ及び切換しきい値回数Ｎｃは、図６の第２の選択処理で用いられるアンテナ選択処理用のパラメータである。また、ステップＳ４〜Ｓ６における処理を、第１の選択処理という。上述したように、第１の選択処理は、測定されたＲＳＳＩの各測定値Ｒ１１ｎ，Ｒ１２ｎ，Ｒ２１ｎ，Ｒ２２ｎに基づいて電界パラメータＰ１及びＰ２を計算し、計算された電界パラメータＰ１及びＰ２の各計算値に基づいて検出パケット間隔テーブルＴ１を参照して検出パケット間隔Ｍｐの設定値を選択し、計算された電界パラメータＰ１及びＰ２の各計算値に基づいて切換しきい値回数テーブルＴ２を参照して切換しきい値回数Ｎｃの設定値を選択することを含む。

図３に示すように、検出パケット間隔テーブルＴ１は、電界パラメータＰ１の２個の設定値及び電界パラメータＰ２の４個の設定値に対して、検出パケット間隔Ｍｐの８個の設定値を含む。ここで、検出パケット間隔Ｍｐの８個の設定値は、電界パラメータＰ１の設定値の増加とともに減少し、かつ電界パラメータＰ２の設定値の増加とともに増加するように設定されている。

また、図４に示すように、切換しきい値回数テーブルＴ２は、電界パラメータＰ１の２個の設定値及び電界パラメータＰ２の４個の設定値に対して、切換しきい値回数Ｎｃ（しきい値回数である。）の４つの設定値を含む。ここで、切換しきい値回数Ｎｃの８個の設定値は、電界パラメータＰ１の設定値の増加とともに減少し、かつ電界パラメータＰ２の設定値の増加とともに増加するように設定されている。

従って、第１の選択処理によれば、クライアント装置２００に対する受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように当該受信電界の検出時間間隔に対応する検出パケット間隔Ｍｐを設定するとともに、当該受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように各放射パターンの切換しきい値回数Ｎｃを設定することができる。

次に、図６に戻り、ステップＳ７において回数ｎｇが０に初期化され、ステップＳ８においてパケット数ｍが０に初期化され、ステップＳ９においてパケットの受信時にパケット数ｍに１が加算される。ステップＳ１０において、パケット数ｍが検出パケット間隔Ｍｐに等しいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８に戻る。ステップＳ１１において、コントローラ２０１は、各アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐを用いてＲＳＳＩをそれぞれ測定して、測定された各ＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩａｖを計算する。ここで、平均値ＲＳＳＩａｖは、クライアント装置２００に対する受信電界に対応する。次にステップＳ１２において、ＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩａｖが−７０ｄＢｍより大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１７において回数ｎｇが０に初期化されてステップＳ８に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１３において回数ｎｇに１が加算されてステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では回数ｎｇが切換しきい値回数Ｎｃと等しいか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ８に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ１５に進む。さらに、ステップＳ１５では、現在選択されているアンテナ組み合わせＣｊがＣ４であるか否かが判断され、ＹＥＳのときは図５のステップＳ１に戻る一方、ＮＯのときは、コントローラ２０１は、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、コントローラ２０１は、アンテナ組み合わせテーブルＴ３を参照して、現在選択されているアンテナ組み合わせＣｊの優先順位より低い優先順位を有する次のアンテナ組み合わせＣｊ＋１を選択するようにスイッチＳＷ１及びＳＷ２を制御し、パケットの受信を開始するように無線通信回路２０４を制御し、ステップＳ７に戻る。

ここで、図６のステップＳ７〜Ｓ１６における処理を、第２の選択処理という。上述したように、第２の選択処理は、アンテナ組み合わせＣ１〜Ｃ４のうちの１つの組み合わせＣｊを選択して設定するようにアンテナ装置１Ｐ及び２Ｐを制御し、ステップＳ６において選択された検出パケット間隔Ｍｐ毎に、クライアント装置２００に対する受信電界に対応する平均値ＲＳＳＩａｖを計算し、平均値ＲＳＳＩａｖが−７０ｄＢｍ以下であることを、ステップＳ６において選択された切換しきい値回数Ｎｃだけ連続して検出したときに、アンテナ組み合わせＣｊとは別のアンテナ組み合わせＣｊ＋１を選択することを含む。

以上詳述したように、本実施形態によれば、コントローラ２０１は、アンテナ装置１Ｐによって受信された無線信号に係るＲＳＳＩの測定値Ｒ１１ｎ，Ｒ２１ｎと、アンテナ装置２Ｐによって受信された無線信号に係るＲＳＳＩの測定値Ｒ１２ｎ，Ｒ２２ｎとに基づいて電界パラメータＰ１及びＰ２を計算し、計算された電界パラメータＰ１及びＰ２に基づいて検出パケット間隔テーブルＴ１及び切換しきい値回数テーブルＴ２を参照して、アンテナ選択処理のための選択処理用パラメータである検出パケット間隔Ｍｐ及び切換しきい値回数Ｎｃの各設定値を選択する。さらに、検出パケット間隔テーブルＴ１において、検出パケット間隔Ｍｐの各設定値は、電界パラメータＰ１の増加とともに減少しかつ電界パラメータＰ２の増加とともに増加するように設定されており、切換しきい値回数テーブルＴ２において、切換しきい値回数Ｎｃの４つの設定値は、電界パラメータＰ１の増加とともに減少しかつ電界パラメータＰ２の増加とともに増加するように設定されている。従って、従来技術に比較して、アンテナ装置１Ｐ及び２Ｐにおけるアンテナ素子の切換回数を削減して、不必要なアンテナ制御を抑制できる。このため、電波伝搬環境の変動に応じて、従来技術に比較して効率的にアンテナ装置１Ｐ及び２Ｐの各放射パターンを変化できる。

また、クライアント装置２００は、クライアント装置２００の製造時に、ホスト装置１００からインターフェース２０６を介して検出パケット間隔テーブルＴ１及び切換しきい値回数テーブルＴ２を受信してフラッシュメモリ２０３に予め記憶するので、ホスト装置１００に記憶された検出パケット間隔テーブルＴ１及び切換しきい値回数テーブルＴ２をアンテナ選択処理を行うたびに参照する場合に比較して、処理速度を向上し、クライアント装置２００に対する負荷を低減できる。なお、クライアント装置２００は、当該クライアント装置がオンされるたびにホスト装置１００からインターフェース２０６を介して検出パケット間隔テーブルＴ１及び切換しきい値回数テーブルＴ２を受信してフラッシュメモリ２０３に記憶してもよい。

さらに、複数のクライアント装置２００を航空機内に設置する場合、クライアント装置２００毎に電波伝搬環境は異なるが、本実施形態によれば、各クライアント装置２００において、電波伝搬環境を反映した検出パケット間隔Ｍｐ及び切換しきい値回数Ｎｃを自動的に設定できるので、このような複数のクライアント装置２００において共通のアンテナ選択処理のプログラムを用いることができる。このため、複数のクライアント装置２００において、ソフトウェアを含めた共通の無線ＬＡＮモジュールを用いることができる。また、各クライアント装置２００において、アンテナ選択処理のためのパラメータの検出パケット間隔Ｍｐ及び切換しきい値回数Ｎｃを手動で調整する必要がないので、従来技術に比較してクライアント装置２００の開発期間を短縮できる。

なお、本実施形態において、アンテナ装置１Ｐは２つのアンテナ素子１ｖ，１ｈを備えて構成され、アンテナ装置２Ｐは２つのアンテナ素子２ｖ，２ｈを備えて構成された。しかしながら、本発明はこれに限られず、アンテナ装置１及び２はそれぞれ、互いに異なる放射パターンを有する３つ以上の複数のアンテナを備えて構成されてもよく、あるいは、互いに切り換え可能な複数の放射パターンを有するアンテナ装置であってもよい。

また、本実施形態によって、検出パケット間隔Ｍｐを図３の８個の設定値の中から選択したが、本発明はこれに限られず、電界パラメータＰ１の増加とともに減少しかつ電界パラメータＰ２の増加とともに増加するように設定された任意の複数の設定値の中から選択してもよい。また、検出パケット間隔Ｍｐを、電界パラメータＰ１の増加とともに減少しかつ電界パラメータＰ２の増加とともに増加するように設定された任意の関数を用いて計算してもよい。さらに、本実施形態によって、切換しきい値回数Ｎｃを図３の８個の設定値の中から選択したが、本発明はこれに限られず、電界パラメータＰ１の増加とともに減少しかつ電界パラメータＰ２の増加とともに増加するように設定された任意の複数の設定値の中から選択してもよい。また、切換しきい値回数Ｎｃを、電界パラメータＰ１の増加とともに減少しかつ電界パラメータＰ２の増加とともに増加するように設定された任意の関数を用いて計算してもよい。

さらに、ステップＳ１１において、測定された各ＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩａｖを計算したが、本発明はこれに限られず、測定された各ＲＳＳＩの線形結合値Ｒｃｏｍを算出してもよい。ここで、線形結合値Ｒｃｏｍは、アンテナ装置１Ｐに係るＲＳＳＩ測定値ＲＳＳＩ１、アンテナ装置２Ｐに係るＲＳＳＩ測定値ＲＳＳＩ２及び線形結合係数ａ，ｂを用いて以下の式を用いて計算される。

例えば、線形結合係数ａ及びｂのうちの一方をゼロに設定し、他方を１に設定することにより、ＲＳＳＩ測定値ＲＳＳＩ１及びＲＳＳＩ２のうちの小さい方の測定値を線形結合値Ｒｃｏｍに設定してもよい。

またさらに、ステップＳ２及びＳ３におけるＲＳＳＩの測定間隔、測定回数及び待機時間は、図５に示した各設定値に限られず、他の任意の設定値であってもよい。

また、本実施形態において、アンテナ選択処理用のパラメータは、受信電界を表すＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩａｖの検出パケット間隔Ｍｐを含んだが、本発明はこれに限られず、アンテナ選択処理用のパラメータは、受信電界を表すＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩａｖの検出時間間隔を含んでもよい。

第２の実施形態．
図８は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置３００の構成を示すブロック図である。また、図９は、図８の無線通信装置３００の斜視図であり、図１０は図８の無線通信装置３００の平面図であり、図１１は図９の基板４０１の平面図であり、図１２は図９の基板４０２の平面図である。さらに、図１３Ａは、図１１の無給電素子１ａ，１ｂがオフされているときのアレーアンテナ装置１の放射パターンを示すグラフであり、図１３Ｂは、図１１の無給電素子１ｂのみがオンされているときのアレーアンテナ装置１の放射パターンを示すグラフであり、図１３Ｃは、図１１の無給電素子１ａ，１ｂがオンされているときのアレーアンテナ装置１の放射パターンを示すグラフであり、図１３Ｄは、図１１の無給電素子１ａのみがオンされているときのアレーアンテナ装置１の放射パターンを示すグラフである。

詳細後述するように、本実施形態に係る無線通信装置３００は、
（ａ）互いに異なる４つの放射パターンを有するアレーアンテナ装置１と、
（ｂ）互いに異なる４つの放射パターンを有するアレーアンテナ装置２と、
（ｃ）アレーアンテナ装置１によって受信された無線信号の受信信号レベルを示すＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びアレーアンテナ装置２によって受信された無線信号の受信信号レベルを示すＲＳＳＩ測定値Ｒ２を用いて計算された電界パラメータＲｍａｘの各設定値に対して、選択処理用パラメータＴＨｇ、Ｎｃｇ，Ｍｐｇ，ＴＨｓ、Ｎｃｓ，Ｍｐｓの各設定値を含む放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５を予め記憶するＲＯＭ３０２と、
（ｄ）放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５を参照して、アレーアンテナ装置１及び２の各放射パターンを切り換えて制御するコントローラ３０１とを備える。

ここで、コントローラ３０１は、アレーアンテナ装置１の複数の放射パターンとアレーアンテナ装置２の複数の放射パターンとの複数の放射パターンの組み合わせのうちの放射パターン組み合わせＡ（１，１）を選択して設定するようにアレーアンテナ装置１及び２を制御したときに、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を測定し、測定されたＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２に基づいて電界パラメータＲｍａｘを計算し、計算された電界パラメータＲｍａｘに基づいて、図１６の第１の選択処理を用いて、放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５を参照して、選択処理用パラメータＴＨｇ、Ｎｃｇ，Ｍｐｇ，ＴＨｓ、Ｎｃｓ，Ｍｐｓの各設定値を選択し、上記選択された選択処理用パラメータＴＨｇ、Ｎｃｇ，Ｍｐｇ，ＴＨｓ、Ｎｃｓ，Ｍｐｓの各設定値に基づいて、図１７の第２の選択処理を用いて、複数の放射パターン組み合わせのうちの１つの組み合わせを選択し、上記選択された放射パターン組み合わせを選択して設定するようにアレーアンテナ装置１及び２を制御することを特徴としている。

特に、コントローラ３０１は、アレーアンテナ装置１の複数の放射パターンとアレーアンテナ装置２の複数の放射パターンとの複数の放射パターンの組み合わせのうちの放射パターン組み合わせＡ（１，１）を選択して設定するようにアレーアンテナ装置１及び２を制御したときに、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を測定し、測定されたＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２に基づいて、無線通信装置３００に対する受信電界の増加とともに増加するように各放射パターンの切換しきい値受信電界ＴＨｇを設定する。さらに、コントローラ３０１は、検出パケット間隔Ｍｐｇ毎にＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を測定し、測定されたＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２のうちの少なくとも一方が上記設定された切換しきい値受信電界ＴＨｇ以下であることを切換しきい値回数Ｎｃｇだけ連続して検出したときに、別の放射パターンの組み合わせに切り換えるように制御することを特徴としている。

以下、本実施形態に係る無線通信装置３００の構成及び動作を具体的に説明する。図８において、無線通信装置３００は、無線ＬＡＮの通信規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠した２×２のＭＩＭＯ伝送方式の無線通信装置であって、コントローラ３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３と、無線通信回路２０４と、アレーアンテナ装置１及び２を備えたアンテナ装置１０Ａと、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インターフェース３０６と、ＵＳＢコネクタ３０７と、バス３１０とを備えて構成される。さらに、図９〜図１２に示すように、アレーアンテナ装置１は給電素子１ｆと、無給電素子１ａ及び１ｂと、放射パターンコントローラ３１１とを備えて構成され、アレーアンテナ装置２は給電素子２ｆと、無給電素子２ａ及び２ｂと、放射パターンコントローラ３１２とを備えて構成される。

図８において、コントローラ３０１は具体的にはＣＰＵで構成されており、バス３１０を介してＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、無線通信回路２０４、及びＵＳＢインターフェース３０６と接続されていてそれらを制御するほか、種々のソフトウェアの機能を実行する。さらに、コントローラ３０１は詳細後述する放射パターン選択処理において、アレーアンテナ装置１及び２が選択された放射パターンをそれぞれ有するように放射パターンコントローラ３１１及び３１２を制御する。ＲＯＭ３０２は、無線通信装置３００の動作に必要であってコントローラ３０１によって実行される種々のソフトウェアのプログラムと、図１６の放射パターン選択処理、図１７の放射パターングループ選択処理及び図１８の放射パターンサブグループ選択処理の各プログラムと、図１４の放射パターンテーブルＴ４と、図１５の放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５とを予め記憶する。また、ＲＡＭ３０３は、コントローラ３０１のワーキングエリアとして使用されてプログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。さらに、ＵＳＢインターフェース３０６は、ＵＳＢコネクタ３０７に接続され、ＵＳＢコネクタ３０７に接続された装置からの信号及びデータを受信する一方、ＵＳＢコネクタ３０７に接続された装置に対して信号及びデータを送信して信号変換及びプロトコル変換などのＵＳＢ通信に係るインターフェース処理を実行する。

また、図８において、無線通信回路２０４は、図１の第１の実施形態に係る無線通信回路２０４と同様に構成され、アレーアンテナ装置１からの各無線信号に対して第１の実施形態と同様の処理を行う。ただし、本実施形態では、無線通信回路２０４は、各データパケットの受信時に、データパケット毎にプリアンブルのデータを用いて、アレーアンテナ装置１からのベースバンド信号に係る無線信号の受信信号レベルを示すＲＳＳＩを計算し、最新の８個のＲＳＳＩの平均値をアレーアンテナ装置１によって受信された無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ１としてコントローラ３０１に出力する。同様に、無線通信回路２０４は、アレーアンテナ装置２によって受信された無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ２をコントローラ３０１に出力する。

図９に示すように、無線通信装置３００は、コントローラ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、無線通信回路２０４、放射パターンコントローラ３１１及び３１２、及びＵＳＢインターフェース３０６を搭載する誘電体基板４０３と、アレーアンテナ装置１を搭載する誘電体基板４０１と、アレーアンテナ装置２を搭載する誘電体基板４０２とを備える。基板４０１及び４０２はそれぞれ、基板４０３の対向する２つの辺に、基板４０１に対して６０度の角度をなすように固定されている。また、ＵＳＢコネクタ３０７は基板４０３の別の一辺に固定されている。また、基板４０３の裏面には接地導体４０６が形成されている。

図１１のアレーアンテナ装置１において、給電アンテナ素子１ｆは、基板４０１の表面に導体パターンとして形成された２．５ＧＨｚ及び５ＧＨｚの各無線信号を送受信するデュアルバンド型のモノポールアンテナである。また、無給電素子１ａ及び１ｂは、給電アンテナ素子１ｆの両側にストリップ形状の導体パターンとして形成される。ここで、無給電素子１ａ及び１ｂと給電アンテナ素子１ｆとの間の各距離は、給電アンテナ素子１ｆを介して５ＧＨｚの無線信号を送受信するときの動作波長λの４分の１の距離に設定されている。動作波長λの４分の１の距離は、給電アンテナ素子１ｆと各無給電素子１ａ，１ｂとが互いに電磁的に結合する距離であって、使用する誘電体基板４０１の誘電率によって変化し、誘電率が高いほど短くなる。さらに、無給電素子１ａの一端は、基板４０１の表面に形成されたＰＩＮダイオード５０１を介して接地導体４０４に接続されるとともに、高周波阻止用インダクタ（図示せず。）を介して制御電圧を印加するための制御線（図示せず。）に接続される。放射パターンコントローラ３１１は、ＰＩＮダイオード５０１と制御線との間に所定の制御電圧を印加してＰＩＮダイオード５０１をオンオフ制御することによって、無給電素子１ａを反射器として動作させるか否かを切り換える。さらに、無給電素子１ｂの一端は、基板４０１の表面に形成されたＰＩＮダイオード５０２を介して接地導体４０４に接続されるとともに、高周波阻止用インダクタ（図示せず。）を介して制御電圧を印加するための制御線（図示せず。）に接続される。放射パターンコントローラ３１１は、ＰＩＮダイオード５０２と制御線との間に所定の制御電圧を印加してＰＩＮダイオード５０２をオンオフ制御することによって、無給電素子１ｂを反射器として動作させるか否かを切り換える。すなわち、放射パターンコントローラ３１１は、各無給電素子１ａ，１ｂを反射器として動作させるか否かを切り換えることによって、互いに異なる４つの放射パターンのうちの１つの放射パターンを選択するように選択的に切り換える。以下、無給電素子に接続されたＰＩＮダイオードをオンオフすることを、「無給電素子をオンオフする」という。

図１３Ａ〜図１３Ｄを参照して、アレーアンテナ装置１の４つの放射パターンを説明する。図１３Ａ〜図１３Ｄにおいて、基板４０１上で給電素子１ｆから無給電素子１ａを見た方向の方位角を０度と定義し、給電素子１ｆから無給電素子１ｂを見た方向の方位角を１８０度と定義する。図１３Ａに示すように、無給電素子１ａ及び１ｂがオフされているときには、無給電素子１ａ及び１ｂは給電アンテナ素子１ｆの放射パターンに影響を及ぼさず、アレーアンテナ装置１の放射パターンは給電アンテナ素子１ｆの実質的に無指向の放射パターンと同一である。また、図１３Ｂに示すように、無給電素子１ａ及び１ｂがオンされると、無給電素子１ａ及び１ｂが反射器としてそれぞれ動作するので、アレーアンテナ装置１の放射パターンは、方位角９０度及び２７０度の方向に主ビームを有する。さらに、図１３Ｃに示すように、無給電素子１ｂのみがオンされると、無給電素子１ｂが反射器として動作するので、アレーアンテナ装置１の放射パターンは、方位角０度の方向に主ビームを有する。またさらに、図１３Ｄに示すように、無給電素子１ａのみがオンされると、無給電素子１ａが反射器として動作するので、アレーアンテナ装置１の放射パターンは、方位角１８０度の方向に主ビームを有する。このように、アレーアンテナ装置１は図１３Ａ〜図１３Ｄに示す４つの放射パターンを有する。

さらに、図１２のアレーアンテナ装置２は、給電アンテナ素子２ｆと、無給電素子２ａ及び２ｂとを備えて、図１１のアレーアンテナ装置１と同様に構成される。ここで、図１０に示すように、無給電素子１ａと２ａとは互いに対向するように設けられ、無給電素子１ｂと２ｂとは互いに対向するように設けられる。無給電素子２ａの一端は、基板４０２の表面に形成されたＰＩＮダイオード５０４を介して接地導体４０５に接続されるとともに、高周波阻止用インダクタ（図示せず。）を介して制御電圧を印加するための制御線（図示せず。）に接続される。放射パターンコントローラ３１２は、ＰＩＮダイオード５０４と制御線との間に所定の制御電圧を印加してＰＩＮダイオード５０４をオンオフ制御することによって、無給電素子２ａを反射器として動作させるか否かを切り換える。さらに、無給電素子２ｂの一端は、基板４０２の表面に形成されたＰＩＮダイオード５０３を介して接地導体４０５に接続されるとともに、高周波阻止用インダクタ（図示せず。）を介して制御電圧を印加するための制御線（図示せず。）に接続される。放射パターンコントローラ３１２は、ＰＩＮダイオード５０３と制御線との間に所定の制御電圧を印加してＰＩＮダイオード５０３をオンオフ制御することによって、無給電素子２ｂを反射器として動作させるか否かを切り換える。すなわち、放射パターンコントローラ３１２は、各無給電素子２ａ，２ｂを反射器として動作させるか否かを切り換えることによって、互いに異なる４つの放射パターンのうちの１つの放射パターンを選択するように選択的に切り換える。アレーアンテナ装置２は、アレーアンテナ装置１と同様に、４つの放射パターン（図１３Ａ〜図１３Ｄ参照。）を有する。

詳細後述する放射パターン選択処理において、コントローラ３０１は、アレーアンテナ装置１及び２によって受信された各無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２に基づいて、アレーアンテナ装置１及び２の１つの放射パターンの組み合わせを選択し、選択された放射パターン組み合わせを選択して設定するように放射パターンコントローラ３１１及び３１２を制御する。

図１４は、図８の放射パターンテーブルＴ４を示す表である。放射パターンテーブルＴ４は、アレーアンテナ装置１の４つの放射パターンとアレーアンテナ装置２の４つの放射パターンの複数の組み合わせを、各合成放射パターン（アレーアンテナ装置１の放射パターンとアレーアンテナ装置２の放射パターンを合成してなる放射パターンである。）の指向特性を考慮して放射パターングループＧ１〜Ｇ４に分類したときの、各放射パターングループＧ１〜Ｇ４に含まれる複数の放射パターンの組み合わせを含む。さらに、各放射パターングループＧｋ（ｋ＝１，２，３，４）は、放射パターンサブグループＡｋ及びＢｋを含む。そして、各放射パターンサブグループＡｋに含まれる放射パターン組み合わせＡ（ｋ，１）〜Ａ（ｋ，４）に含まれるアレーアンテナ装置１の放射パターンは互いに同一であり、各放射パターンサブグループＡｋに含まれる放射パターン組み合わせＡ（ｋ，１）〜Ａ（ｋ，４）に含まれるアレーアンテナ装置２の放射パターンは互いに異なる。さらに、各放射パターンサブグループＢｋに含まれる放射パターン組み合わせＢ（ｋ，１）〜Ｂ（ｋ，４）に含まれるアレーアンテナ装置１の放射パターンは互いに異なり、各放射パターンサブグループＢｋに含まれる放射パターン組み合わせＢ（ｋ，１）〜Ｂ（ｋ，４）に含まれるアレーアンテナ装置２の放射パターンは互いに同一である。またさらに、放射パターングループＡ（ｋ，１）及びＢ（ｋ，１）は互いに同一である。図１４において、下線が施された放射パターン組み合わせはそれぞれ、図１７の放射パターングループ選択処理のステップＳ８２において用いられる。

また、図１４において、放射パターングループＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、放射パターングループＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の順序で高い優先順位を有する。また、各放射パターン組み合わせＡ（ｋ，１），Ａ（ｋ，２），Ａ（ｋ，３），Ａ（ｋ，４）は、放射パターン組み合わせＡ（ｋ，１），Ａ（ｋ，２），Ａ（ｋ，３），Ａ（ｋ，４）の順序で高い優先順位を有し、各放射パターン組み合わせＢ（ｋ，１），Ｂ（ｋ，２），Ｂ（ｋ，３），Ｂ（ｋ，４）は、放射パターン組み合わせＢ（ｋ，１），Ｂ（ｋ，２），Ｂ（ｋ，３），Ｂ（ｋ，４）の順序で高い優先順位を有する。コントローラ３０１は、放射パターンテーブルＴ４を参照して、上述した優先順位に従って、放射パターングループＧ１〜Ｇ４を切り換え、放射パターン組み合わせＡ（ｋ，１）〜Ａ（ｋ，４）を切り換え、放射パターン組み合わせＢ（ｋ，１）〜Ｂ（ｋ，４）を切り換える。

具体的には、図１４において、放射パターングループＧ１は、放射パターンサブグループＡ１及びＢ１を含み、放射パターンサブグループＡ１は無給電素子１ｂがオンされる放射パターン組み合わせＡ（１，１）〜Ａ（１，４）を含み、放射パターンサブグループＢ１は無給電素子２ａがオンされる放射パターン組み合わせＢ（１，１）〜Ｂ（１，４）を含み、放射パターン組み合わせＡ（１，１）及びＢ（１，１）では、無給電素子１ｂ及び２ａの両方がオンされる。また、放射パターングループＧ２は、放射パターンサブグループＡ２及びＢ２を含み、放射パターンサブグループＡ２は無給電素子１ａがオンされる放射パターン組み合わせＡ（２，１）〜Ａ（２，４）を含み、放射パターンサブグループＢ２は無給電素子２ｂがオンされる放射パターン組み合わせＢ（２，１）〜Ｂ（２，４）を含み、放射パターン組み合わせＡ（２，１）及びＢ（２，１）では、無給電素子１ａ及び２ｂの両方がオンされる。さらに、放射パターングループＧ３は、放射パターンサブグループＡ３及びＢ３を含み、放射パターンサブグループＡ３は無給電素子１ａ及び１ｂがオフされる放射パターン組み合わせＡ（３，１）〜Ａ（３，４）を含み、放射パターンサブグループＢ３は無給電素子２ａ及び２ｂがオフされる放射パターン組み合わせＢ（３，１）〜Ｂ（３，４）を含み、放射パターン組み合わせＡ（３，１）及びＢ（３，１）では、全ての無給電素子１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂがオフされる。またさらに、放射パターングループＧ４は、放射パターンサブグループＡ４及びＢ４を含み、放射パターンサブグループＡ４は無給電素子１ａ及び１ｂがオンされる放射パターン組み合わせＡ（４，１）〜Ａ（４，４）を含み、放射パターンサブグループＢ４は無給電素子２ａ及び２ｂがオンされる放射パターン組み合わせＢ（４，１）〜Ｂ（４，４）を含み、放射パターン組み合わせＡ（４，１）及びＢ（４，１）では、全ての無給電素子１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂがオンされる。

すなわち、放射パターングループＧ１は、アレーアンテナ装置１において無給電素子１ｂのみをオンした一方向の主ビームを有する放射パターン（図１３Ｃ参照。）又はアレーアンテナ装置２において無給電素子２ａのみをオンした一方向の主ビームを有する放射パターン（図１３Ｄ参照。）を基本パターンとする合成放射パターンを含む。また、放射パターングループＧ２は、アレーアンテナ装置１において無給電素子１ａのみをオンした一方向の主ビームを有する放射パターン（図１３Ｄ参照。）又はアレーアンテナ装置２において無給電素子２ｂのみをオンした一方向の主ビームを有する放射パターン（図１３Ｃ参照。）を基本パターンとする合成放射パターンを含む。さらに、放射パターングループＧ３は、実質的に無指向の放射パターン（図１３Ａ参照。）を基本パターンとする合成放射パターンを含む。またさらに、放射パターングループＧ４は、２方向の主ビームを有する放射パターン（図１３Ｂ参照。）を基本パターンとする合成放射パターンを含む。

図１６は、図８のコントローラ３０１によって実行される放射パターン選択処理を示すフローチャートである。始めに、図１６のステップＳ５１において、コントローラ３０１は、放射パターンテーブルＴ４を参照して、最も高い優先順位を有する放射パターングループＧ１の放射パターン組み合わせＡ（１，１）を選択するように放射パターンコントローラ３１１及び３１２を制御し、パケットの受信を開始するように無線通信回路２０４を制御し、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を取得する。次に、ステップＳ５２において、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２のうちの大きい方の測定値を電界パラメータＲｍａｘに設定することにより電界パラメータＲｍａｘを計算し、ステップＳ５３に進む。ここで、電界パラメータＲｍａｘは、無線通信装置３００に対する受信電界に対応する。そして、ステップＳ５３では、電界パラメータＲｍａｘが−７１ｄＢｍより大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ５４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ５５に進む。

ステップＳ５４において、コントローラ３０１は、放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５を参照して、強電界のときの切換しきい値受信電界ＴＨｇ、切換しきい値回数Ｎｃｇ、検出パケット間隔Ｍｐｇ、切換しきい値受信電界ＴＨｓ、切換しきい値回数Ｎｃｓ及び検出パケット間隔Ｍｐｓの各設定値を選択する。一方、ステップＳ５５において、コントローラ３０１は、放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５を参照して、弱電界のときの切換しきい値受信電界ＴＨｇ、切換しきい値回数Ｎｃｇ、検出パケット間隔Ｍｐｇ、切換しきい値受信電界ＴＨｓ、切換しきい値回数Ｎｃｓ及び検出パケット間隔Ｍｐｓの各設定値を選択する。そして、ステップＳ５４又はＳ５５に引き続いて、ステップＳ５６において、図１７の放射パターングループ選択処理を実行する。

図１５に示すように、放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５は、電界パラメータＲｍａｘの２個の設定値に対して、放射パターン選択処理用パラメータＴＨｇ、Ｎｃｇ，Ｍｐｇ，ＴＨｓ，Ｎｃｓ，Ｍｐｓの各設定値を含む。また、切換しきい値受信電界ＴＨｇ（ＲＳＳＩしきい値又は受信信号レベルしきい値である。）の２個の設定値は、電界パラメータＲｍａｘの増加とともに増加するように設定され、切換しきい値受信電界ＴＨｓ（ＲＳＳＩしきい値又は受信信号レベルしきい値である。）の２個の設定値は、電界パラメータＲｍａｘの増加とともに増加するように設定される。さらに、切換しきい値受信電界ＴＨｇの各設定値は、対応する切換しきい値受信電界ＴＨｓの設定値よりも大きい値に設定される。さらに、切換しきい値回数Ｎｃｇ（カウント値しきい値である。）の２個の同一の設定値は、切換しきい値回数Ｎｃｓ（カウント値しきい値である。）の２個の同一の設定値よりも小さい値を有するように設定され、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２の検出パケット間隔Ｍｐｇ（ＲＳＳＩパケット間隔である。）の２個の同一の設定値は、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２の検出パケット間隔Ｍｐｓ（ＲＳＳＩパケット間隔である。）の２個の同一の設定値よりも小さい値を有するように設定される。

図１６において、ステップＳ５２〜Ｓ５４における処理を第１の選択処理という。上述したように、第１の選択処理は、測定されたＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２に基づいて電界パラメータＲｍａｘを計算し、計算された電界パラメータＲｍａｘの計算値に基づいて放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５を参照して、放射パターン選択処理用パラメータＴＨｇ、Ｎｃｇ，Ｍｐｇ，ＴＨｓ，Ｎｃｓ，Ｍｐｓの各設定値を選択することを含む。第１の選択処理を実行することにより、無線通信装置３００に対する受信電界の増加とともに増加するように各放射パターンの切換しきい値受信電界ＴＨｇを設定することができる。

次に、図１６のステップＳ５６の放射パターングループ選択処理を説明する。図１７は、図１６のステップＳ５６の放射パターングループ選択処理を示すフローチャートである。図１７のステップＳ７１において、回数Ｃｇ及びＣｓはそれぞれ０に初期化され、ステップＳ７２においてパケット数ｍは０に初期化される。そして、ステップＳ７３においてパケットの受信時にパケット数ｍに１が加算され、ステップＳ７４においてパケット数ｍが検出パケット間隔Ｍｐｇに等しいか否かが判断される。ステップＳ７４においてＹＥＳのときはステップＳ７５に進む一方、ＮＯのときはステップＳ７２に戻る。ステップＳ７５において、コントローラ３０１は各アンテナ装置１及び２によって受信された各無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を取得する。

次に、ステップＳ７６においてＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２が切換しきい値受信電界ＴＨｇより大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８６において回数Ｃｇ及びＣｓはそれぞれ０に初期化され、現在選択されている放射パターン組み合わせを変更せずに保持してステップＳ７２に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ７７に進む。ステップＳ７７では、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２が切換しきい値受信電界ＴＨｇ以下であるか否かが判断される。

ステップＳ７７においてＹＥＳのときは、ステップＳ７８において回数Ｃｇに１が加算されるとともに回数Ｃｓは０に初期化される。そして、ステップＳ７９において、回数Ｃｇが切換しきい値回数Ｎｃｇと等しいか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ７２に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ８０に進む。さらに、ステップＳ８０において、現在選択されている放射パターングループＧｊがＧ４であるか否かが判断され、ＹＥＳのときは図１６のステップＳ５１に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ８１において、コントローラ３０１は現在選択されている放射パターグループＧｊを次の放射パターングループＧｊ＋１に変更する。次に、ステップＳ８２において、コントローラ３０１は、放射パターンテーブルＴ４を参照して放射パターングループＧｊ＋１の放射パターン組み合わせＡ（ｊ＋１，１）を選択するように放射パターンコントローラ３１１及び３１２を制御し、パケットの受信を開始するように無線通信回路２０４を制御し、ステップＳ７１に戻る。なお、図１５に示すように、放射パターン組み合わせＡ（ｊ＋１，１）は、放射パターン組み合わせＢ（ｊ＋１，１）と同一である。

一方、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２のうちの一方が切換しきい値受信電界ＴＨｇよりも小さく、ステップＳ７７においてＮＯのときは、ステップＳ８３において回数Ｃｓに１が加算されるとともに回数Ｃｇが０に初期化される。そして、ステップＳ８４において回数Ｃｓが切換しきい値回数Ｎｃｇと等しいか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ７２に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ８５の放射パターンサブグループ選択処理（図１８）に進む。

なお、図１６のステップＳ５４又はＳ５５において選択された検出パケット間隔Ｍｐｇの設定値はステップＳ７４において用いられ、切換しきい値回数Ｎｃｇの設定値はステップＳ７９及びＳ８４において用いられ、切換しきい値受信電界ＴＨｇの設定値はステップＳ７６及びＳ７７において用いられる。

図１７の放射パターングループ選択処理を、第２の選択処理という。上述したように、第２の選択処理は、１つの放射パターン組み合わせを選択して設定するようにアレーアンテナ装置１，２を制御したときに、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２の検出パケット間隔Ｍｐｇの選択された設定値毎にＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を測定し、
（ａ）各ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２が切換しきい値受信電界ＴＨｇの選択された設定値より大きいときには上記選択された放射パターンの組み合わせを保持し、
（ｂ）各ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２が切換しきい値受信電界ＴＨｇの選択された設定値以下であることを切換しきい値回数Ｎｃｇの選択された設定値だけ連続して検出したときには、放射パターンテーブルＴ４を参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる放射パターングループとは別の放射パターングループに含まれる放射パターンの組み合わせを選択し、
（ｃ）各ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２のうちの一方が切換しきい値受信電界ＴＨｇの選択された設定値以下であることを切換しきい値回数Ｎｃｇの選択された設定値だけ連続して検出したときには、図１８の放射パターンサブグループ選択処理（第３の選択処理である。）により、放射パターンテーブルＴ４を参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる放射パターングループに含まれる別の放射パターンの組み合わせを選択することを含む。

次に、図１７のステップＳ８５の放射パターンサブグループ選択処理を説明する。図１８は、図１７のステップＳ８５の放射パターンサブグループ選択処理を示すフローチャートである。始めに、ステップＳ９０において、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１がＲＳＳＩ測定値Ｒ２以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ９１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１１１に進む。ステップＳ９１において回数Ｃａｂは０に初期化され、ステップＳ９２においてパケット数ｍは０に初期化される。そして、ステップＳ９３においてパケットの受信時にパケット数ｍに１が加算され、ステップＳ９４においてパケット数ｍが検出パケット間隔Ｍｐｓに等しいか否かが判断される。ステップＳ９４においてＮＯのときはステップＳ９３に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ９５に進む。そして、ステップＳ９５において、コントローラ３０１は各アンテナ装置１及び２によって受信された各無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を取得する。

次に、ステップＳ９６においてＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２が切換しきい値受信電界ＴＨｓより大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ９１に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ９７に進み、回数Ｃａｂに１が加算される。ステップＳ９７に引き続き、ステップＳ９８において、回数Ｃａｂが切換しきい値回数Ｎｃｓに等しいか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ９２に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ９９に進む。ステップＳ９９では、現在選択されている放射パターン組み合わせＡ（ｊ，ｋ）が放射パターン組み合わせＡ（ｊ，４）であるか否かが判断され、ＹＥＳのときは図１６のステップＳ５１に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１００に進む。そして、ステップＳ１００において、コントローラ３０１は、放射パターンテーブルＴ４を参照して次の放射パターン組み合わせＡ（ｊ，ｋ＋１）を選択するように放射パターンコントローラ３１１及び３１２を制御し、パケットの受信を開始するように無線通信回路２０４を制御して、ステップＳ９１に戻る。

一方、ステップＳ９０においてＮＯのときはステップＳ１１１において、回数Ｃａｂは０に初期化され、ステップＳ１１２においてパケット数ｍは０に初期化される。そして、ステップＳ１１３においてパケットの受信時にパケット数ｍに１が加算され、ステップＳ１１４においてパケット数ｍが検出パケット間隔Ｍｐｓに等しいか否かが判断される。ステップＳ１１４においてＮＯのときはステップＳ１１３に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ１１５に進む。そして、ステップＳ１１５において、コントローラ３０１は各アンテナ装置１及び２によって受信された各無線信号に係るＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を取得する。

次に、ステップＳ１１６においてＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２が切換しきい値受信電界ＴＨｓより大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１１１に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１１７に進み、回数Ｃａｂに１が加算される。ステップＳ１１７に引き続き、ステップＳ１１８において、回数Ｃａｂが切換しきい値回数Ｎｃｓに等しいか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ１１２に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１９では、現在選択されている放射パターン組み合わせＢ（ｊ，ｋ）が放射パターン組み合わせＢ（ｊ，４）であるか否かが判断され、ＹＥＳのときは図１６のステップＳ５１に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１２０に進む。そして、ステップＳ１２０において、コントローラ３０１は、放射パターンテーブルＴ４を参照して次の放射パターン組み合わせＢ（ｊ，ｋ＋１）を選択するように放射パターンコントローラ３１１及び３１２を制御し、パケットの受信を開始するように無線通信回路２０４を制御して、ステップＳ１１１に戻る。

上述したように、図１８の放射パターンサブグループ選択処理は、
（ｃ１）ＲＳＳＩ測定値Ｒ１がＲＳＳＩ測定値Ｒ２以上であるときには、放射パターンテーブルＴ４を参照して、現在選択されている放射パターン組み合わせＡ（ｊ，ｋ）が含まれる放射パターンサブグループＡｊに含まれ、放射パターン組み合わせＡ（ｊ，ｋ）と異なる放射パターン組み合わせＡ（ｊ，ｋ＋１）を選択する一方、
（ｃ２）ＲＳＳＩ測定値Ｒ１がＲＳＳＩ測定値Ｒ２未満であるときには、放射パターンテーブルＴ４を参照して、現在選択されている放射パターン組み合わせＢ（ｊ，ｋ）が含まれる放射パターンサブグループＢｊに含まれ、放射パターン組み合わせＢ（ｊ，ｋ）と異なる放射パターン組み合わせＢ（ｊ，ｋ＋１）を選択することを含む。

さらに、図１８の放射パターンサブグループ選択処理は、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２の検出パケット間隔Ｍｐｓの選択された設定値毎にＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を測定し、測定されたＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２の各測定値のうち少なくとも一方が切換しきい値受信電界ＴＨｓの選択された設定値以下であることを、切換しきい値回数Ｎｃｓの選択された設定値だけ連続して検出したときに、放射パターン組み合わせＡ（ｊ，ｋ）又はＢ（ｊ，ｋ）を選択することを含む。

従って、図１８の放射パターンサブグループ選択処理では、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１がＲＳＳＩ測定値Ｒ２以上であるときには、ステップＳ９１〜Ｓ１００において、現在選択されている放射パターングループＧｊに含まれる放射パターン組み合わせＡ（ｊ，ｋ）を用いて検出パケット間隔ＭｐｓでＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を取得し、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２のうちの少なくとも一方が切換しきい値受信電界ＴＨｓより小さいことを切換しきい値回数Ｎｃｓだけ検出したときに、次の放射パターン組み合わせＡ（ｊ，ｋ）を選択する。すなわち、図１４に示すように、アレーアンテナ装置１の放射パターンを変化させずにアレーアンテナ装置２の放射パターンを変化させる。一方、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１がＲＳＳＩ測定値Ｒ２未満であるときには、ステップＳ１１１〜Ｓ１２０において、現在選択されている放射パターングループＧｊに含まれる放射パターン組み合わせＢ（ｊ，ｋ）を用いて検出パケット間隔ＭｐｓでＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を取得し、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２のうちの少なくとも一方が切換しきい値受信電界ＴＨｓより小さいことを切換しきい値回数Ｎｃｓだけ検出したときに、次の放射パターン組み合わせＢ（ｊ，ｋ）を選択する。すなわち、図１４に示すように、アレーアンテナ装置２の放射パターンを変化させずにアレーアンテナ装置１の放射パターンを変化させる。

また、図１５に示すように、図１８の放射パターンサブグループ選択処理において用いられる切換しきい値受信電界ＴＨｓ、切換しきい値回数Ｎｃｓ及び検出パケット間隔Ｍｐｓはそれぞれ、図１７の放射パターングループ選択処理において用いられる切換しきい値受信電界ＴＨｇ、切換しきい値回数Ｎｃｇ及び検出パケット間隔Ｍｐｇに比較して小さく設定されているので、各放射パターンサブグループ内での放射パターン組み合わせの変更の間隔は、放射パターングループ選択処理における放射パターングループの変更の間隔よりも小さくなる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、コントローラ３０１は、アレーアンテナ装置１の複数の放射パターンとアレーアンテナ装置２の複数の放射パターンとの複数の放射パターンの組み合わせのうちの放射パターン組み合わせＡ（１，１）を選択して設定するようにアレーアンテナ装置１及び２を制御したときに、ＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２を測定し、測定されたＲＳＳＩ測定値Ｒ１及びＲ２に基づいて電界パラメータＲｍａｘを計算し、計算された電界パラメータＲｍａｘに基づいて、図１６の第１の選択処理を用いて、放射パターン選択処理用パラメータテーブルＴ５を参照して、選択処理用パラメータＴＨｇ、Ｎｃｇ，Ｍｐｇ，ＴＨｓ、Ｎｃｓ，Ｍｐｓの各設定値を選択し、上記選択された選択処理用パラメータＴＨｇ、Ｎｃｇ，Ｍｐｇ，ＴＨｓ、Ｎｃｓ，Ｍｐｓの各設定値に基づいて、図１７の第２の選択処理を用いて、複数の放射パターン組み合わせのうちの１つの組み合わせを選択し、上記選択された放射パターン組み合わせを選択して設定するようにアレーアンテナ装置１及び２を制御するので、従来技術に比較して、アレーアンテナ装置１及び２の各放射パターンの切換回数を削減して、不必要なアンテナ制御を抑制できる。このため、電波伝搬環境の変動に応じて、従来技術に比較して効率的にアレーアンテナ装置１及び２の各放射パターンを変化できる。特に、図１６の放射パターン選択処理のステップＳ５３において強電界であると判断されたときには、弱電界であると判断されたときに比較して、大きい切換しきい値受信電界ＴＨｇを用いるので、電界強度の強弱に関わらず従来技術に比較して効率的に放射パターングループを選択できる。

さらに、例えば、複数の無線通信装置３００を航空機内に設置する場合、無線通信装置３００毎に電波伝搬環境は異なるが、本実施形態によれば、このような複数の無線通信装置３００において共通の放射パターン選択処理のプログラムを用いることができる。このため、複数の無線通信装置３００において、ソフトウェアを含めた共通の無線ＬＡＮモジュールを用いることができる。また、各無線通信装置３００において、放射パターン選択処理のための各パラメータ（切換しきい値受信電界ＴＨｇ、切換しきい値回数Ｎｃｇ、検出パケット間隔Ｍｐｇ、切換しきい値受信電界ＴＨｓ、切換しきい値回数Ｎｃｓ及び検出パケット間隔Ｍｐｓ）を調整する必要がないので、従来技術に比較して無線通信装置３００の開発期間を短縮できる。

なお、本実施形態において、図１５に示すように、放射パターン選択処理用の各パラメータＴＨｇ、Ｎｃ，Ｍｐｇ，ＴＨｓ、Ｎｃｓ及びＭｐｓは、それぞれ２つの設定値を有していたが、本発明はこれに限られず、３つ以上の複数の設定値をそれぞれ有していてもよい。

また、第１の実施形態に係るアンテナ選択処理を本実施形態に係る無線通信装置３００において実行してもよい。この場合、図７のアンテナ組み合わせテーブルＴ３に代えて、１６個の放射パターン組み合わせと、各放射パターン組み合わせにおいて選択されるアレーアンテナ装置１の放射パターン及びアレーアンテナ装置２の放射パターンとの関係を示すテーブルを用いればよい。

また、上記各実施形態においてＲＳＳＩを測定したが、本発明はこれに限られず、エラーベクトルマグニチュード（Ｅｒｒｏｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ；ＥＶＭ）などの受信された無線信号の受信信号レベルを示す値を測定すればよい。

さらに、上記各実施形態において、クライアント装置２００及び無線通信装置３００は、無線ＬＡＮの通信規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠した２×２のＭＩＭＯ伝送方式の無線通信装置であったが、本発明はこれに限られず、携帯電話機などの他の無線通信規格に準拠した無線通信装置であってもよい。

以上詳述したように、第１の発明に係る無線通信装置によれば、制御手段は、第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、第１及び第２のアンテナ装置によってそれぞれ受信された無線信号の第１及び第２の受信信号レベルを測定し、測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて、無線通信装置に対する受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように当該受信電界の検出時間間隔を設定するとともに、当該受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように各放射パターンの切換しきい値回数を設定するので、電波伝搬環境の変動に応じて、従来技術に比較して効率的に複数のアンテナ装置の各放射パターンを変化できる。

また、第２の発明に係る無線通信装置によれば、制御手段は、第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、第１及び第２のアンテナ装置によってそれぞれ受信された無線信号の第１及び第２の受信信号レベルを測定し、測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて、無線通信装置に対する受信電界の増加とともに増加するように各放射パターンの第１の切換しきい値受信電界を設定するので、電波伝搬環境の変動に応じて、従来技術に比較して効率的に複数のアンテナ装置の各放射パターンを変化できる。

１，２…アレーアンテナ装置、
１ｆ，２ｆ…給電アンテナ素子、
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ…無給電素子、
１Ｐ，２Ｐ…アンテナ装置、
１ｈ、１ｖ、２ｈ、２ｖ…アンテナ素子、
１００…ホスト装置、
１００ｍ…メモリ、
２００…クライアント装置、
２０１，３０１…コントローラ、
２０２，３０２…ＲＯＭ、
２０３…フラッシュメモリ、
２０４…無線通信回路、
２０６…インターフェース、
２１０…バス、
３００…無線通信装置、
３０３…ＲＡＭ、
３０６…ＵＳＢインターフェース、
３０７…ＵＳＢコネクタ、
３１１，３１２…放射パターンコントローラ、
ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、
Ｔ１…検出パケット間隔テーブル、
Ｔ２…切換しきい値回数テーブル、
Ｔ３…アンテナ組み合わせテーブル、
Ｔ４…放射パターンテーブル、
Ｔ５…放射パターン選択処理用パラメータテーブル。

Claims (10)

1. 互いに異なる複数の第１の放射パターンを有する第１のアンテナ装置と、
   互いに異なる複数の第２の放射パターンを有する第２のアンテナ装置と、
   上記第１及び第２のアンテナ装置の各放射パターンを切り換えて設定する制御手段とを備えた無線通信装置であって、
   上記制御手段は、
   上記第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、上記第１及び第２のアンテナ装置によってそれぞれ受信された無線信号の第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて、上記無線通信装置に対する受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように当該受信電界の検出時間間隔を設定するとともに、当該受信電界の増加とともに減少しかつ当該受信電界の経時変化の増加とともに増加するように各放射パターンの切換しきい値回数を設定し、
   上記設定された検出時間間隔毎に上記第１及び第２の受信信号レベルの線形結合値を計算し、上記計算された線形結合値が所定値以下であることを上記設定された切換しきい値回数だけ連続して検出したときに、別の放射パターンの組み合わせに切り換えるように制御することを特徴とする無線通信装置。
2. 上記無線通信装置は、上記受信電界及び上記受信電界の経時変化の各変化に対して、上記検出時間間隔の各設定値を含む第１のテーブルと、上記受信電界及び上記受信電界の経時変化の各変化に対して、上記切換しきい値回数の各設定値を含む第２のテーブルとを予め記憶する記憶手段をさらに備え、
   上記受信電界は、上記第１及び第２の受信信号レベルを同時に所定の第１の回数だけ測定したときの各測定値の総和であり、
   上記受信電界の経時変化は、上記第１及び第２の受信信号レベルを同時に所定の第２の回数だけ測定したときの各測定値の総和と、上記第１及び第２の受信信号レベルを同時に上記第２の回数だけさらに測定したときの各測定値の総和との間の差の絶対値であり、
   上記制御手段は、上記第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、上記第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて上記受信電界及び上記受信電界の経時変化を計算し、上記受信電界及び上記受信電界の経時変化の各計算値に基づいて、上記第１のテーブルを参照して上記検出時間間隔を設定するとともに、上記第２のテーブルを参照して上記切り換えしきい値回数を設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 上記線形結合値は、上記第１及び第２の受信信号レベルの各測定値の平均値であることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
4. 互いに異なる複数の第１の放射パターンを有する第１のアンテナ装置と、
   互いに異なる複数の第２の放射パターンを有する第２のアンテナ装置と、
   上記第１及び第２のアンテナ装置の各放射パターンを切り換えて設定する制御手段とを備えた無線通信装置であって、
   上記制御手段は、
   上記第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、上記第１及び第２のアンテナ装置によってそれぞれ受信された無線信号の第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて、上記無線通信装置に対する受信電界の増加とともに増加するように各放射パターンの第１の切換しきい値受信電界を設定し、
   所定の第１の検出時間間隔毎に上記第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルのうちの少なくとも一方が上記設定された第１の切換しきい値受信電界以下であることを所定の第１の切換しきい値回数だけ連続して検出したときに、別の放射パターンの組み合わせに切り換えるように制御することを特徴とする無線通信装置。
5. 上記無線通信装置は、
   （ａ）上記受信電界の変化に対して、上記第１の切換しきい値受信電界の各設定値を含む第１のテーブルと、
   （ｂ）上記複数の第１の放射パターンと上記複数の第２の放射パターンとの複数の放射パターンの組み合わせを、各合成放射パターンの指向特性を考慮して複数の放射パターングループに分類してなる第２のテーブルとを予め記憶する記憶手段をさらに備え、
   上記受信電界は、同時に測定された上記第１及び第２の受信信号レベルの各測定値のうちの大きい方の測定値であり、
   上記制御手段は、上記第１及び第２のアンテナ装置がそれぞれ所定の放射パターンを有するように設定したときに、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルに基づいて上記受信電界を計算し、上記受信電界の計算値に基づいて、上記第１のテーブルを参照して上記第１の切換しきい値受信電界を設定し、
   上記制御手段は、上記複数の放射パターンの組み合わせのうちの１つの組み合わせを選択して設定するように上記第１及び第２のアンテナ装置を制御したときに、上記第１の検出時間間隔毎に上記第１及び第２の受信信号レベルを測定し、
   （ａ）上記測定された第１及び第２の受信信号レベルが上記設定された第１の切換しきい値受信電界より大きいときには、上記選択された放射パターンの組み合わせを保持し、
   （ｂ）上記測定された第１及び第２の受信信号レベルが上記設定された第１の切換しきい値受信電界以下であることを上記第１の切換しきい値回数だけ連続して検出したときには、上記第２のテーブルを参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる放射パターングループとは別の放射パターングループに含まれる所定の放射パターンの組み合わせを選択し、
   （ｃ）上記測定された第１及び第２の受信信号レベルのうちの一方が上記設定された第１の切換しきい値受信電界以下であることを上記第１の切換しきい値回数だけ連続して検出したときには、所定の選択処理を実行することにより、上記第２のテーブルを参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる放射パターングループに含まれる別の放射パターンの組み合わせを選択することを含むことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
6. 上記各放射パターングループは第１及び第２の放射パターンサブグループを含み、
   上記各放射パターングループにおいて、上記第１の放射パターンサブグループに含まれる各放射パターンの組み合わせに含まれる第１の放射パターンは互いに同一であり、かつ上記第１の放射パターンサブグループに含まれる各放射パターンの組み合わせに含まれる第２の放射パターンは互いに異なり、
   上記各放射パターングループにおいて、上記第２の放射パターンサブグループに含まれる各放射パターンの組み合わせに含まれる第１の放射パターンは互いに異なり、かつ上記第２の放射パターンサブグループに含まれる各放射パターンの組み合わせに含まれる第２の放射パターンは互いに同一であり、
   上記選択処理は、
   （ｃ１）上記測定された第１の受信信号レベルが上記測定された第２の受信信号レベル以上であるときには、上記第２のテーブルを参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる第１の放射パターンサブグループに含まれ、かつ上記選択された放射パターンの組み合わせと異なる放射パターンの第１の組み合わせを選択する一方、
   （ｃ２）上記測定された第１の受信信号レベルが上記測定された第２の受信信号レベル未満であるときには、上記第２のテーブルを参照して、上記選択された放射パターンの組み合わせが含まれる第２の放射パターンサブグループに含まれ、かつ上記選択された放射パターンの組み合わせと異なる放射パターンの第２の組み合わせを選択することを含むことを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
7. 上記第１のテーブルは、上記受信電界の変化に対して、第２の切換しきい値受信電界の各設定値をさらに含み、
   上記制御手段は、上記第１のテーブルを参照して上記第１の切換しきい値受信電界を設定するときに、上記計算された受信電界に基づいて、上記第１のテーブルを参照して上記第２の切換しきい値受信電界をさらに設定し、
   上記選択処理は、所定の第２の検出時間間隔毎に上記第１及び第２の受信信号レベルを測定し、上記測定された第１及び第２の受信信号レベルのうち少なくとも一方が上記設定された第２の切換しきい値受信電界以下であることを、所定の第２の切換しきい値回数だけ連続して検出したときに、上記放射パターンの第１又は第２の組み合わせを選択することを含むことを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
8. 上記第１のテーブルにおいて、上記第１の切換しきい値受信電界の複数の設定値は、上記受信電界の増加とともに増加するように設定され、上記第２の切換しきい値受信電界の複数の設定値は、上記受信電界の増加とともに増加するように設定され、かつ、上記第１の切換しきい値受信電界の各設定値は、対応する上記第２の切換しきい値受信電界の設定値よりも大きい値に設定され、
   上記第１の切換しきい値回数は、上記第２の切換しきい値回数よりも小さい値を有するように設定され、
   上記第１の検出時間間隔は、上記第２の検出時間間隔よりも小さい値を有するように設定されたことを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
9. 上記第１のアンテナ装置は、各第１のアンテナ素子毎に互いに異なる複数の第１の放射パターンをそれぞれ有する複数の第１のアンテナ素子と、上記複数の第１のアンテナ素子のうちの１つのアンテナ素子を選択するように選択的に切り換える第１の切り換え手段とを備え、
   上記第２のアンテナ装置は、各第２のアンテナ素子毎に互いに異なる複数の第２の放射パターンをそれぞれ有する複数の第２のアンテナ素子と、上記複数の第２のアンテナ素子のうちの１つのアンテナ素子を選択するように選択的に切り換える第２の切り換え手段とを備えたことを特徴とする請求項１から８までのうちのいずれか１つの請求項記載の無線通信装置。
10. 上記第１のアンテナ装置は、第１の給電素子と、上記第１の給電素子に電磁的に結合するように近接してそれぞれ設けられた２つの第１の無給電素子と、上記各第１の無給電素子を反射器として動作させるか否かを切り換えることによって上記互いに異なる複数の第１の放射パターンのうちの１つの放射パターンを選択するように選択的に切り換える第１の放射パターン制御手段とを備え、
    上記第２のアンテナ装置は、第２の給電素子と、上記第２の給電素子に電磁的に結合するように近接してそれぞれ設けられた２つの第２の無給電素子と、上記各第２の無給電素子を反射器として動作させるか否かを切り換えることによって上記互いに異なる複数の第２の放射パターンのうちの１つの放射パターンを選択するように選択的に切り換える第２の放射パターン制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１から８までのうちのいずれか１つの請求項記載の無線通信装置。

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