JPH09219674A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用環境によっては、効果的なダイバーシテ
ィ制御を行なえない。 【解決手段】 電波を送受信するための複数のアンテナ
素子の内、その受信信号レベルが所定のしきい値以下の
アンテナ素子を特定し、特定されたアンテナ素子をダイ
バーシティ制御によるアンテナ素子の選択から除外す
る。このアンテナ素子の除外は、ダイバーシティ制御の
初期に行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線を用いて、例
えば通信を行なう無線通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ネットワーク環境の発達に伴い、オフィ
ス内のコンピュータ、プリンタ、ファクシミリ装置等の
各装置間の配線作業の煩雑さが問題となり、例えば、無
線プリンタバッファ、無線ＬＡＮ等、各装置間の無線化
が進んでいる。これらの移動体無線通信装置は、各無線
装置が、それぞれダイポール等の水平面内で無指向性の
アンテナや、パッチアンテナのような、ほぼ無指向性の
アンテナを用いるものが大半であり、複数のアンテナ素
子を用いてダイバーシティ制御を行なうものに関して
も、その方式は、偏波ダイバーシティやスペースダイバ
ーシティ方式等を採用している。

【０００３】コンピュータやプリンタ等の機器間配線と
しての無線機器の使用目的は、オフィスの移転や再配置
等の際に発生する再配線作業を軽減すること等にあり、
実際に通信を行なう際には、各無線機器は、特定の位置
で固定された状態で運用されるのが普通である。これ
は、携帯型パソコン等についても同様で、据え置き型に
比べて端末の移動の頻度は増えるにしても、やはり実際
の通信時には特定の場所に設置されて使用されることが
多い。そのため、これらの装置では、携帯電話や自動車
電話、ＧＰＳナビゲーション等のように、装置の移動に
起因する通信中の電波環境の変化はほとんど存在しな
い。

【０００４】また、構内無線通信の場合、屋外での通信
に比べて外乱要素も少ないため、電波環境の経時変化
も、人の移動等に伴ってバースト的に起こるもの以外
は、比較的緩やかな変化になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような移動体無
線通信装置の使用環境においては、実際の装置の運用に
際しては、携帯電話機のように整備された基地局が存在
し、各基地局の管理するセル範囲が特定されているとい
う訳ではなく、使用者が各自の好みに合わせた運用形態
を取ることになる。そのため、オフィス内等での実際の
運用セル形態は、必ずしもアンテナにとって理想的な設
置環境になっているとは限らず、例えば、装置が壁際に
置かれる等、特定方向に対しては明らかに無線送受信の
必要がないというような、偏りのある伝搬状況が存在す
ることがある。

【０００６】そして、このような移動体無線通信装置に
おけるアンテナ装置においては、上記のような無線装置
運用環境に関する問題に対して、装置の設置環境に関わ
らず、所望の信号に対して最低限の通信品質の確立を目
的とすることで対応しており、その結果、必要のない方
向に対する電波の送受信が存在しても止むを得ないとい
うことにしている。

【０００７】しかし、実際の無線装置の使用環境下にお
いては、不要な方向への電波の放射に関しては、隣接領
域内の他の無線装置に対しての干渉、妨害源、あるい
は、装置自身の通信に対するマルチパスフェージングの
要因としてのみ働き、不要な方向からの電波の受信は、
Ｓ／Ｎ比の悪化による通信品質の劣化につながるという
問題がある。

【０００８】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、より効果的なダイバー
シティ制御を行ない、常に一定レベルの通信品質を保つ
ことができる無線通信装置を提供することである。

【０００９】また、本発明の他の目的は、近隣の他の無
線機器に対して不必要な妨害を起こすような現象を軽減
できる無線通信装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、電波を送受信する複数のアンテナ素子を
設け、該複数のアンテナ素子各々の受信信号レベルの比
較結果に基づいて特定のアンテナ素子を選択するダイバ
ーシティ制御による無線通信を行なう無線通信装置にお
いて、前記複数のアンテナ素子の内、その受信信号レベ
ルが所定のしきい値以下のアンテナ素子を特定する手段
と、前記特定されたアンテナ素子を前記ダイバーシティ
制御によるアンテナ素子の選択から除外する除外手段と
を備え、前記アンテナ素子の除外を前記ダイバーシティ
制御の初期に行なう。

【００１１】また、他の発明は、あらかじめ指向性が明
らかな複数のアンテナ素子を用いたダイバーシティ制御
による無線通信を行なう無線通信装置において、前記指
向性と当該無線通信装置の設置環境とから、前記複数の
アンテナ素子の適用性を判定する手段と、前記適用性を
有さないアンテナ素子を前記ダイバーシティ制御による
アンテナ素子の選択から除外する除外手段とを備え、前
記アンテナ素子の除外を当該無線通信装置の設置時に行
なう。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る実施の形態を詳細に説明する。 ［第１の実施の形態］図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
同図に示す装置では、まず、受信に際して、アンテナ素
子１〜５からの入力信号は、選択素子限定装置６を介し
て、アンテナ素子切り替え装置７により任意の１素子か
らの信号に限定された後、２つに分配される。その１つ
は無線装置１１に入力され、もう１つは、受信レベル記
憶部８に入力される。

【００１３】受信レベル記憶部８では、受信信号レベル
を一定時間で平均化し、その結果を受信レベル判定回路
９とアンテナ制御回路１０に送る。受信レベル判定回路
９では、入力された受信レベル平均値と、あらかじめ設
定されたしきい値との比較を行ない、その結果をアンテ
ナ制御回路１０に送る。

【００１４】また、アンテナ制御回路１０では、受信レ
ベル記憶部８からの入力を各アンテナ素子毎に記憶、比
較し、最も受信レベルの高い素子を選択するようにアン
テナ素子切り替え装置７に命令を送る。また、アンテナ
制御回路１０は、受信レベル判定回路９からの入力に基
づき、受信レベルがしきい値以下の素子については、信
号の入力を遮断するように選択素子限定装置６に命令を
送る。

【００１５】ここで、信号の入力が遮断された素子につ
いては、その後のダイバーシティコントロールの選択肢
からは除外して、上述のように受信レベルの比較、素子
選択を行なう。なお、送信に際しては、上記の手順によ
り選択された素子を用いて送信を行なう。

【００１６】図２は、本実施の形態に係る装置のアンテ
ナ制御回路１０でのダイバーシティコントロール用アン
テナ素子選択の動作手順を示すフローチャートである。
ここでは、以下に説明する動作を、ダイバーシティコン
トロールの最初に行なうことで、受信レベルの低い素子
は、以後の制御において選択肢からはずされるようにな
る。

【００１７】すなわち、図２のステップＳ１３で、受信
レべル記憶部８における受信レベル記録をリセットし、
ステップＳ１４では、アンテナ素子１〜５のすべてにお
いて、その受信レベルを計測したかどうかを判定し、こ
こでの判定結果がＮＯであれば、ステップＳ１５で、受
信レベル記憶部８にて受信レベルの記録を行なう。そし
て、ステップＳ１６で、受信レベル判定回路９が、上記
のステップＳ１５で記録した受信レベルがしきい値以上
であるか否かを判定する。

【００１８】アンテナ制御回路１０は、計測対象とした
アンテナでの受信レベルがしきい値以上であれば（ステ
ップＳ１６でＹＥＳ）、アンテナ素子切り替え装置７に
命令を送ってアンテナの切り替えを行ない（ステップＳ
１８）、処理を再度、ステップＳ１４に戻す。しかし、
ステップＳ１６で、受信レベルがしきい値以下であると
判定された場合は、そのアンテナ素子をダイバーシティ
選択から除外して（ステップＳ１７）、その後、ステッ
プＳ１８でのアンテナの切り替え制御に入る。

【００１９】一方、ステップＳ１４で、アンテナ素子１
〜５のすべてに対して、その受信レベルを計測したと判
定されれば、ダイバーシティ選択を完了したとして（ス
テップＳ１９）、本処理を終了する。

【００２０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、入力レベルの高さに応じて、始めにダイバーシティ
コントロールに用いるアンテナ素子を限定しておくこと
で、バースト的に受信レベルが低下したとき等におい
て、信号の復調は可能であるが、受信品質の悪いアンテ
ナ素子が選択されるのを防ぐことができ、結果として、
マルチパスによる通信品質の低下や他の無線機への干渉
等を軽減することができるので、常に一定レベルの通信
品質を保つことが可能となる。

【００２１】また、送信に関しても受信と同様の効果を
持ち得るので、近隣の他の無線機器に対する不必要な妨
害を起す現象が軽減される。

【００２２】なお、上述の実施の形態において、アンテ
ナ制御回路１０にて一定時間毎に選択素子限定装置６の
限定状態をリセットするように構成してもよい。このよ
うにすることで、経時変化により伝搬環境が変化した場
合でも、改めてそのときの伝搬環境に合わせた選択素子
の限定を行なうことができる。 ［第２の実施の形態］図４は、本発明の第２の実施の形
態に係る無線装置のセル構成を示す図である。なお、図
３に示すように、各無線装置２１は、５つのアンテナパ
ターン２２〜２６を持つアンテナ素子を備えている。ま
た、各無線装置２１は、上記の第１の実施の形態に係る
装置と同様の構成において、選択素子限定装置内に、各
アンテナ素子がダイバーシティ選択肢から、例えば、手
動で除外できるように切り替えスイッチを設けること
で、使用者が装置の設置環境に応じて、使用するアンテ
ナの指向性を選択できるように構成されている。

【００２３】なお、ここでの切り替えスイッチは、本装
置の設置環境等から判断して不要な指向性を持つ素子を
不使用にしておくことができる手段であれば何でもよ
い。すなわち、設置者が手動にて不使用にしても、ある
いは、使用するアンテナの指向性をあらかじめ登録して
おき、設置環境等を検知して自動的にアンテナ素子を不
使用とする機構を設けてもよく、その手段を問わない。
また、各アンテナ素子をコネクタ接続等により容易に交
換可能な構造とし、所望のアンテナ素子に交換できる構
成としてもよい。

【００２４】本実施の形態として、ここでは、図４に示
すように、５台の無線装置を１つの部屋の中で固定して
用いてネットワークを構成している場合について述べ
る。

【００２５】初めに、各無線装置を設置する段階で、設
置環境に応じて各無線装置毎に使用するアンテナ素子を
限定する。無線装置２７は、部屋５０の隅に近い位置に
置かれ、これより壁側には、同一ネットワーク上の他の
無線装置は存在しないので、壁側に向かう指向性を持っ
たアンテナ素子を除外した、パターン３２，３３の２つ
のアンテナ素子を用いるように設定する。

【００２６】無線装置２８は、部屋５０の壁際に置かれ
ているため、壁側を向いた指向性を持ったアンテナ素子
を除外して、パターン３４，３５，３６の３つのアンテ
ナ素子を用いるように設定する。また、無線装置２９に
ついては、その設置位置が部屋５０の中央部に近く、明
らかに使用に適さない指向性を持った素子は存在しない
ので、パターン３７〜４１の全てのアンテナ素子を用い
るようにする。そして、残りの無線装置３０，３１に関
しても、同様に設置環境に応じて使用するアンテナ素子
を限定するよう設定する。

【００２７】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、あらかじめ使用者が設置環境に応じてダイバーシテ
ィコントロールに用いるアンテナ素子を限定しておき、
不要と思われる方向に主たる指向性を持つアンテナ素子
を不使用に設定することで、バースト的に受信レベルが
低下したとき等において、受信品質の悪いアンテナ素子
が使用されるのを防ぐことができ、設置環境に適したダ
イバーシティ制御が可能になる。これにより、極端な通
信品質の低下や他の無線機器への不必要な妨害が軽減さ
れ、素早く最適なアンテナ素子を選択できる。

【００２８】また、同時に使用する無線通信装置の配置
に応じて、不要と思われる方向に主たる指向性を持つア
ンテナ素子を不使用に設定したり、取り外してしまうこ
とで、運用セル形態に適したダイバーシティ制御が可能
になる。

【００２９】なお、上記各実施の形態においては、使用
するアンテナ素子の数を５つとしているが、これに限定
されるものではなく、例えば、ビームの半値幅が６０度
の指向性アンテナ素子を均等に６つ並べるような構成で
も、上記各実施の形態と同様の効果が得られる。さら
に、それ以外の数のアンテナ素子でも同様である。ま
た、使用するアンテナを指向性アンテナと水平面内無指
向性アンテナとしているが、互いに相関の少ない、複数
のアンテナを用いたダイバーシティコントロールが実現
できる形態であれば、上記各実施の形態と同様の効果が
得られる。

【００３０】さらに、上記実施の形態においては、アン
テナ切り替えの判断基準として受信電界レベルを用いた
が、他の判断基準を用いるようにしてもよい。例えば、
入力信号を無線装置内で復調した際の、データのエラー
レート、あるいは、アンテナ素子の選択回数を記録して
おき、その選択頻度を判断基準として用いてもよい。

【００３１】上記の各実施の形態においては、ダイバー
シティコントロールにおけるアンテナ素子の選択肢の限
定に関しては、当該ダイバーシティコントロールの初め
の段階以外における選択について特に触れていないが、
選択肢について、使用状況に応じて任意に限定しなおす
ことで、よりきめ細かい制御並びにその効果が得られ
る。すなわち、設置環境内での器物の移動等による、電
波環境の経時変化が比較的煩雑に起ると思われる環境で
は、短い間隔で定期的にアンテナ素子の選択肢の限定を
やり直し、他方、ほとんど経時変化が起こらないと思わ
れる環境では、電源投入時のみ限定を行なう等の対応が
考えられる。

【００３２】本発明は、複数の機器から構成されるシス
テムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用して
も良い。また、本発明はシステムあるいは装置にプログ
ラムを供給することによって実施される場合にも適用で
きることは言うまでもない。この場合、本発明に係るプ
ログラムを格納した記憶媒体が本発明を構成することに
なる。そして、該記憶媒体からそのプログラムをシステ
ムあるいは装置に読み出すことによって、そのシステム
あるいは装置が、あらかじめ定められた仕方で動作す
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイバーシティ制御に用いるアンテナ素子を各素子毎の
受信レベルの値に応じて限定することで、バースト的に
受信レベルが低下したときにおいても、受信品質の悪い
アンテナ素子が使用されることを回避でき、一定レベル
の通信品質を保つことが可能となる。

【００３４】また、他の発明によれば、あらかじめ使用
者が装置の設置環境に応じてダイバーシティコントロー
ルに用いるアンテナ素子を限定しておき、不要な方向に
主たる指向性を持つアンテナ素子を不使用とするよう設
定することで、設置環境に適したダイバーシティ制御が
可能になる。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施の形態に係る装置の動作手順を示す
フローチャートである。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る装置の各アン
テナ素子の指向性パターンを示す図である。

【図４】第２の実施の形態に係る装置での各無線機毎の
アンテナパターンの様子を示す図である。

【符号の説明】

１〜５ アンテナ素子 ６ 選択素子限定装置 ７ アンテナ素子切り替え装置 ８ 受信レベル記憶部 ９ 受信レベル判定回路 １０ アンテナ制御回路 １１，２１，２７〜３１ 無線装置 ２２〜２６，３２〜４６ アンテナパターン ン

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電波を送受信する複数のアンテナ素子を
   設け、該複数のアンテナ素子各々の受信信号レベルの比
   較結果に基づいて特定のアンテナ素子を選択するダイバ
   ーシティ制御による無線通信を行なう無線通信装置にお
   いて、 前記複数のアンテナ素子の内、その受信信号レベルが所
   定のしきい値以下のアンテナ素子を特定する手段と、 前記特定されたアンテナ素子を前記ダイバーシティ制御
   によるアンテナ素子の選択から除外する除外手段とを備
   え、 前記アンテナ素子の除外を前記ダイバーシティ制御の初
   期に行なうことを特徴とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記アンテナ素子の選択回数を
   記録する記録手段を備え、前記除外手段は、該記録手段
   における記録に基づき、選択回数の低いアンテナ素子を
   除外することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装
   置。
3. 【請求項３】 さらに、定期的に前記除外手段によるア
   ンテナ素子の除外状態を解除する手段を備えることを特
   徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
4. 【請求項４】 あらかじめ指向性が明らかな複数のアン
   テナ素子を用いたダイバーシティ制御による無線通信を
   行なう無線通信装置において、 前記指向性と当該無線通信装置の設置環境とから、前記
   複数のアンテナ素子の適用性を判定する手段と、 前記適用性を有さないアンテナ素子を前記ダイバーシテ
   ィ制御によるアンテナ素子の選択から除外する除外手段
   とを備え、 前記アンテナ素子の除外を当該無線通信装置の設置時に
   行なうことを特徴とする無線通信装置。
5. 【請求項５】 前記設置環境には、当該無線通信装置
   と、該無線通信装置と通信を行なう他の複数の無線通信
   装置との相互の空間的な位置関係、及び該無線通信装置
   並びに該他の複数の無線通信装置の設置空間に起因する
   電波環境が含まれることを特徴とする請求項４に記載の
   無線通信装置。
6. 【請求項６】 前記適用性を有さないアンテナ素子を、
   あらかじめ物理的に当該無線通信装置から取り外すこと
   を特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
7. 【請求項７】 前記指向性には異なる複数のパターンが
   あり、前記設置環境に応じて、該複数のパターンの内、
   任意のパターンの組み合わせを選択し、該選択に対応す
   るアンテナ素子を当該無線通信装置に取り付けることを
   特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
8. 【請求項８】 前記複数のアンテナ素子として、単位素
   子で水平面内無指向性を呈する素子と、単位素子で特定
   の方向に指向性を呈する素子とを用いることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の無線通
   信装置。
9. 【請求項９】 前記複数のアンテナ素子として、単位素
   子で水平面内無指向性を呈する素子を２あるいはそれ以
   上組み合せることで、特定方向に指向性を持たせたアン
   テナ素子群を用いることを特徴とする請求項１乃至請求
   項７のいずれか１項に記載の無線通信装置。