WO2006112279A1 - アダプティブアンテナ装置及び無線通信装置 - Google Patents

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WO2006112279A1
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adaptive
signal
adaptive control
received
signal quality
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PCT/JP2006/307473
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Atsushi Yamamoto
Koichi Ogawa
Hiroshi Iwai
Yoshio Koyanagi
Akira Kato
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842—Weighted combining
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    • H04B7/0857—Joint weighting using maximum ratio combining techniques, e.g. signal-to- interference ratio [SIR], received signal strenght indication [RSS]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H01Q3/2611—Means for null steering; Adaptive interference nulling
    • H01Q3/2629—Combination of a main antenna unit with an auxiliary antenna unit
    • H—ELECTRICITY
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
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    • H04B7/0802—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0805—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching
    • H04B7/0814—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching based on current reception conditions, e.g. switching to different antenna when signal level is below threshold

Definitions

  • the present invention is provided for maintaining a good communication quality, for example, in a portable wireless communication device of a mobile communication system, for receiving a radio signal by adaptive control using a plurality of antenna elements.
  • the present invention relates to an adaptive antenna device and a wireless communication device using the same.
  • the adaptive controller is provided to adaptively control the array antenna, which is an ESPAR antenna comprising one excitation element and six non-excitation elements.
  • the adaptive control controller receives the learning sequence signal included in the radio signal transmitted from the destination transmitter by the excitation element of the array antenna, the learning sequence signal, and the received signal y (n).
  • adaptive control processing is executed based on the cyclic continuity of the spectrum, and the main beam of the array antenna is Calculate and set the reactance value X of each variable reactance element to direct the null toward the direction and the direction of the interference wave.
  • the adaptive antenna apparatus in which a plurality of array branches are arranged can be downsized and reduced.
  • the following components are provided.
  • ⁇ is the wavelength of the radio signal.
  • a reactance control unit that controls the variable reactance element using a signal received by the feed antenna element.
  • Each received signal from multiple feed antenna elements is weighted by a weighting circuit, synthesized by a synthesis circuit, and the signal-to-interference and noise ratio (SZ (I + N)) of the synthesized output signal is maximized.
  • a weight control unit for controlling the weight circuit.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-087051.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-064743.
  • the adaptive antenna device has the following problems.
  • the first conventional example in order to control the directivity with one antenna element and a plurality of parasitic elements, it is necessary to optimally arrange the antenna elements and the parasitic elements.
  • a size with a diameter force wavelength and a height of 1Z4 wavelength is required.
  • the wavelengths in the 900 MHz band and 2 GHz band, which are the radio frequency bands currently used by mobile phones are 0.33 m and 0.15 m, respectively, which are longer than the size of the mobile phone.
  • the antenna size is larger than the size of the mobile phone and cannot be used as it is for the mobile phone.
  • the device configuration is in order to arrange a plurality of espanteners in parallel and to use both reactance control and weighting control for adaptive control.
  • the problem is that the control process becomes complicated as the size increases.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
  • V is relatively low, and even in a frequency band, the interference wave can be reduced with a smaller number of antenna elements. It is an object of the present invention to provide an adaptive antenna device and a wireless communication device capable of sufficiently suppressing the above. Means for solving the problem
  • a plurality of antenna elements A plurality of antenna elements
  • At least one parasitic element connected to the variable reactance element
  • Adaptive control means for performing a first adaptive control process for adaptively controlling each received signal received by the plurality of antenna elements and outputting each received signal after the adaptive control as a combined received signal
  • Reactance control means for executing a second adaptive control process for reactance controlling the element value of the variable reactance element connected to the parasitic element;
  • Signal quality detecting means for detecting the signal quality of the combined received signal
  • a predetermined communication process is performed.
  • the detected signal quality is not equal to or higher than the threshold value
  • the variable reactance element when a radio signal is not received by the plurality of antenna elements, the variable reactance element is disconnected from the parasitic element, and a reception signal received by the parasitic element is received. It is further characterized by further comprising another receiving means.
  • the device control means executes the first adaptive control process, and the detected signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value. While the communication process is executed, the detected signal quality is a predetermined threshold! Control is performed to execute the second adaptive control process when the value is not more than /.
  • the device control means executes the second adaptive control processing, and the communication processing when the detected signal quality is equal to or greater than a predetermined threshold value.
  • the detected signal quality is not more than a predetermined threshold value, control is performed so that the first adaptive control process is executed.
  • the second adaptive control process is Adaptive control processing using a plurality of different adaptive control methods, wherein the device control means is configured to use the plurality of adaptive control methods based on the maximum received power of each received signal received by each antenna element. It is characterized by selecting and executing one of the adaptive control processes using.
  • the second adaptive control process is:
  • the apparatus control means executes the second adaptive control process using the first adaptive control method when the maximum received power is less than a predetermined first threshold, and the maximum received power is The second adaptive control process is performed using the second adaptive control method when the second threshold is less than a predetermined second threshold that is greater than or equal to the first threshold and greater than the first threshold. And when the maximum received power is greater than or equal to the second threshold value, the second adaptive control process is performed using the third adaptive control method.
  • An adaptive antenna device is
  • a plurality of antenna elements A plurality of antenna elements
  • a plurality of variable reactance elements provided corresponding to at least a part of the plurality of antenna elements
  • a plurality of receive adaptive controllers provided corresponding to at least some of the plurality of antenna elements
  • Switch means for switching each antenna element to selectively connect to one of each of the corresponding variable reactance elements and each of the corresponding adaptive adaptive controllers;
  • a first adaptation in which each received signal received via the switch means is adaptively controlled by at least a part of the plurality of antenna elements, and each received signal after the adaptive control is output as a combined received signal.
  • Adaptive control means for executing control processing;
  • Reactance control means for performing a second adaptive control process for reactance-controlling the element value of each of the variable reactance elements connected to at least some of the plurality of antenna elements via the switch means;
  • Signal quality detection means for detecting the signal quality which is the signal quality of the combined received signal; signal level detection means for detecting the signal level of each received signal received by each antenna element;
  • the first adaptive control processing is executed based on the signal level of each detected received signal using a part of the plurality of antenna elements, and the detected signal quality is predetermined. While the predetermined communication processing is executed when the threshold value is equal to or higher than the threshold value, the detected signal quality is not equal to or higher than the predetermined threshold value! And device control means for performing control so as to execute the second adaptive control processing using the antenna element.
  • the device control means determines, in the first step, the signal quality of the received signal having the maximum signal level among the detected signal levels of the received signals.
  • the communication process is executed, and when the detected signal quality is not higher than the threshold value,
  • the signal quality detecting means determines the signal quality of the combined received signal of the received signal having the maximum signal level and the received signal having the second signal level among the detected signal levels of the received signals.
  • the communication processing is executed when the detected signal quality is equal to or higher than the threshold value.
  • the apparatus control means receives the reception signal having the maximum signal level before the processing of the second step. Using at least one antenna element other than the element, the reactance control method described above is used.
  • the second adaptive control process is executed by a stage, and the communication process is executed when the detected signal quality is equal to or higher than the threshold value, while the detected signal quality is higher than the threshold value. It is characterized in that the process of the second step is executed.
  • the device control means in the first step the received signal having the maximum signal quality among the detected signal qualities of the received signals.
  • the signal quality is detected by the signal quality detection means, and the communication processing is executed when the detected signal quality is equal to or higher than the threshold value, while the detected signal quality is not higher than the threshold value.
  • the signal quality of the combined received signal of the received signal having the highest signal quality and the received signal having the second signal quality among the detected signal quality of each received signal is It is detected by a quality detection means, and the communication process is executed when the detected signal quality is equal to or higher than the threshold value.
  • the device control means other than the antenna element that has received the reception signal having the maximum signal quality, before the processing of the second step.
  • the second adaptive control process is executed by the reactance control means using at least one antenna element, and the communication process is executed when the detected signal quality is equal to or higher than the threshold value. If the detected signal quality is not less than the above value, the process of the second step is sometimes executed.
  • the device control means may receive the received signal having the maximum signal quality in a third step after the processing of the second step.
  • the second adaptive control process other than the antenna element that received the signal is executed, and the second adaptive control process is executed by the reactance control means using at least one remaining antenna element that is not,
  • the communication processing is executed when the detected signal quality is equal to or more than the above threshold value.
  • the device control means after the processing of the third step, the signal quality detected in the third step is equal to or more than the threshold value! /.
  • the first adaptive control process is performed using a plurality of antenna elements connected to the plurality of receiving adaptive controllers.
  • a wireless communication device includes the adaptive antenna device,
  • a radio reception circuit for receiving a reception signal received by the adaptive antenna device.
  • one of the first adaptive control processing and the second adaptive control processing is applied.
  • a predetermined communication process is executed.
  • the other signal quality is detected.
  • the first adaptive control process is executed based on the signal level of each detected received signal, and the detected signal quality is While the predetermined communication processing is executed when the predetermined threshold value is exceeded, the detected signal quality is determined.
  • the second adaptive control process is executed using an antenna element other than the antenna element used in the first adaptive control process. Therefore, for example, in a mobile radio system, the interference wave can be suppressed with a smaller number of antenna elements even in a relatively low frequency band used, and a radio signal always having the best signal quality can be obtained. Can be received.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a reception adaptive control process according to the first embodiment executed by a controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a reception adaptive control process according to the first embodiment executed by a controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a first part of a reception adaptive control process according to a first modification of the first embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a first part of a reception adaptive control process according to a first modification of the first embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a second part of the receive adaptive control process according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 5 shows a third part of the receive adaptive control process according to the first modification of the first embodiment. It is a flowchart which shows.
  • FIG. 6 is a flowchart showing selection processing of an adaptive control method according to a second modification of the first embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna device of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a first part of reception adaptive control processing according to the third embodiment executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a second part of the receive adaptive control process according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a reception adaptive process using three antenna elements, which is a subroutine of FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a first part of reception adaptive control processing according to the first modification of the third embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna device of FIG. 8.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a first part of reception adaptive control processing according to a second modification of the third embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna device of FIG. 8.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a second part of the reception adaptive control process according to the second modification of the third embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a first part of a receive adaptive control process according to the third modification of the third embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG. It is a chart.
  • FIG. 18 is a flowchart showing a second part of the reception adaptive control process according to the third modification of the third embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a third part of the reception adaptive control process according to the third modification of the third embodiment.
  • FIG. 20 is a flowchart showing a selection process of a reception adaptive control process according to a fourth modification of the third embodiment executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG. 8.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a circuit diagram showing variable reactance elements 12, 12a, 12b, and 12c configured by a variable capacitance diode 55 according to another modification.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing variable reactance elements 12, 12a, 12b, and 12c configured as described above.
  • variable reactance element 12, 12a, 12b, 12c ...
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to the first embodiment of the present invention.
  • the adaptive antenna apparatus according to the present embodiment is provided in a wireless communication apparatus and performs processing for performing wireless communication with higher signal quality by performing adaptive control on a received wireless signal.
  • the adaptive antenna apparatus includes two antenna elements la and lb, which are feed elements, one passive element 11, a receive adaptive control circuit 2, and an analog Z / digital conversion circuit 5 (hereinafter referred to as “the analog Z digital conversion circuit 5”).
  • Analog Z-digital conversion is called AZD conversion), controller 6, signal synthesizer 7, demodulator 8, determiner 9, received power level detector 10, and output terminal T1.
  • the distance d between the two antenna elements la and lb is preferably set in the range of ⁇ ⁇ 4 to ⁇ ⁇ 2, more preferably ⁇ ⁇ 2.
  • the distance d between the antenna elements la and lb and the parasitic element 11 is preferably set in the range of ⁇ 8 to ⁇ 2, and more preferably set to ⁇ / 4 or ⁇ 2.
  • the radio signals received by the antenna elements la and lb are input to the A ZD conversion circuit 5 and the reception adaptive control circuit 2.
  • AZD conversion circuit 5 Each antenna element la, lb has an AZD transformation corresponding to each antenna element la, lb. Each AZD transformation converts each radio signal received by each antenna element la, lb into a digital signal and outputs it to the controller 6.
  • the reception adaptive control circuit 2 includes two variable gain amplifiers 3a and 3b, two phase shifters 4a and 4b, and a signal synthesizer that is an adder that synthesizes two input radio signals. 7 and a variable reactance element 12, and the variable amplitude amount of these two variable gain amplifiers 3a and 3b, the phase shift amount of the two phase shifters 4a and 4b, and the variable reactance element 12
  • the reactance value is controlled by the controller 6.
  • the radio signal received by the antenna element la is output to the signal synthesizer 7 via the variable gain amplifier 3a and the phase shifter 4a, and the radio signal received by the antenna element lb is output by the variable gain amplifier 3b and the phase shifter 4b.
  • the signal synthesizer 7 adds and combines the two input radio signals, and outputs the combined radio signal to the demodulator 8 and the received power level detector 10.
  • the reception power level detector 10 detects the reception power level of the input combined radio signal and outputs a signal indicating the detected reception power level to the controller 6. Further, the radio signal received by the parasitic element 11 is terminated by the variable reactance element 12 whose one end is grounded.
  • the demodulator 8 demodulates the radio signal input from the signal synthesizer 7 into a baseband signal that is a demodulated signal by a predetermined digital demodulation method, and outputs the demodulated signal to the output terminal T 1 and the determiner 9.
  • the determiner 9 measures the bit error rate based on the reference pattern in the reference pattern period included in the input baseband signal in advance and outputs it to the controller 6.
  • the controller 6 uses the adaptive control method described later in detail to receive and demodulate the radio signal having the best signal quality, and the variable gain amplifiers 3a and 3b in the reception adaptive control circuit 2 are variable. The amplitude amount, the phase shift amount of the two phase shifters 4a and 4b, and the reactance value of the variable reactance element 12 are controlled. In FIG.
  • a high frequency filter for separating frequencies a high frequency amplifier for amplifying a radio signal
  • a high frequency circuit such as a mixer for converting a radio signal into an intermediate frequency signal of a predetermined intermediate frequency, or an intermediate frequency circuit
  • Signal processing circuits are included, but they are omitted in Fig. 1. That is, in the receiving adaptive control circuit 2, it may be executed at the carrier frequency, or the frequency is converted into an intermediate frequency signal. It may also be performed at an intermediate frequency after.
  • the order of signal processing of the variable gain amplifiers 3a and 3b and the phase shifters 4a and 4b is not limited to that shown in FIG. 1, and may be reversed.
  • the adaptive antenna device maximizes the radiation pattern of the antenna in the direction in which the desired radio wave arrives (that is, the main beam of the antenna radiation pattern is substantially directed to the desired wave direction) and interferes with it.
  • Adaptive control technology that realizes stable wireless communication by directing nulls toward the radiation pattern in the direction of the interference wave (ie, nulls in the antenna radiation pattern substantially toward the interference wave direction) Is used.
  • the adaptive antenna apparatus normally includes variable gain amplifiers 3a and 3b, which are amplitude adjustment circuits, and phase shifters 4a and 4b for each antenna element la and lb.
  • the desired signal power and the minimum interference signal power are achieved by giving amplitude difference and phase difference to the radio signal received by lb (or intermediate frequency signal converted from radio signal). Control to do.
  • a radio noise signal received by each antenna element la, lb usually receives a thermal noise component together with a desired wave signal. Furthermore, there may be received a co-channel interference wave of the same frequency from an adjacent base station, or a delayed wave that is a desired wave but arrives via a large path and causes a time delay. In analog radio communication systems such as television broadcasting and radio broadcasting, the delayed wave degrades the quality of the screen display as a ghost displayed on, for example, a television receiver. On the other hand, in digital wireless communication systems, thermal noise, co-channel interference waves and delayed waves all affect bit errors and directly degrade signal quality.
  • the desired wave power is C
  • the thermal noise power is N
  • the interference wave power including the co-channel interference wave and the delayed wave is I
  • the adaptive antenna device preferably improves the signal quality. Therefore, adaptive control is performed to maximize CZ (N + I).
  • the radio signal received by each antenna element la, lb is digitized by the AZD conversion circuit 5. Is converted into a total signal x (t) (in this embodiment, a signal vector having four elements) and input to the controller 6.
  • the controller 6 includes the amplitude amounts of the variable gain amplifiers 3a and 3b in the reception adaptive control circuit 2 such that the radio signal y (t) output from the reception adaptive control circuit 2 has the best signal quality, and Determine the amount of phase shift for phase shifters 4a and 4b.
  • the calculation method of the weighting coefficient including these amplitude amounts and phase shift amounts is shown below.
  • the weighting coefficient Wi is defined by the following equation using the amplitude Ai and the amount of phase shift (H.
  • j is an imaginary unit.
  • i takes values of 1 and 2, and corresponds to a system for processing radio signals received by the antenna elements 1 a and lb, respectively.
  • the weighting coefficient vector W is defined with the weighting coefficient Wi as an element, and the method for obtaining the weighting coefficient Wi is shown below.
  • the adaptive antenna device stores in advance a reference signal r (t) that is a signal sequence included in a known desired wave, and the signal sequence included in the received radio signal is close to the reference signal. Control to be.
  • a case where the reference signal r (t) is stored in the controller 6 in advance is shown.
  • the controller 6 controls the reception adaptive control circuit 2 so as to multiply the wireless digital signal x (t) by a weighting coefficient w (t) having components of an amplitude amount and a phase shift amount.
  • the multiplication result obtained by multiplying the wireless digital signal x (t) by the weighting coefficient w (t) and the residual e (t) between the reference signal r (t) are obtained using the following equation.
  • the residual e (t) takes a positive or negative value. Therefore, the minimum value of the squared value of the residual e (t) obtained by Equation (2) is obtained by iterative calculation.
  • the weighting coefficient w (t, m + 1) obtained by the (m + 1) th iteration calculation is obtained by the following equation using the mth weighting factor w (t, m).
  • the residual e (t, m) is defined by the following equation.
  • equation (3) is updated gradually. Note that the maximum number of iterations for determining the weighting coefficient w is set so that the weighting coefficient calculation time is not slower than the switching time of the wireless system.
  • RL3 ⁇ 4 Recursive Least- squares
  • SMI Sample Matrix inversion
  • control is performed so that the evaluation function y defined by the following equation is maximized so that the received power is increased.
  • Equation (5) SNR is the ratio of received power and thermal noise.
  • a is a predetermined coefficient, and is determined so that the evaluation function y has a size that is easy to evaluate.
  • the evaluation function value y can be set to a positive real number by setting the coefficient a to a positive real number.
  • a perturbation method for example, a perturbation method is known.
  • the evaluation function at time (n— 1) T is y ((nl) T)
  • the evaluation function at time (nT) after changing the reactance value by ⁇ X ((n— 1) T) is y ( ⁇ ).
  • ⁇ is an integer of the time parameter from the initial value 1 to the maximum number of perturbations ⁇
  • ⁇ is the time required for perturbation (perturbation period).
  • y (O) represents before reactance value is perturbed.
  • the evaluation function y (nT) at time (nT) is shown in the following equation.
  • the perturbation amount ⁇ X (nT) of the reactance value to be changed next is changed to the previous perturbation. Change in the same way as the quantity ⁇ X (( ⁇ – 1) ⁇ ). For example, if the perturbation amount ⁇ (( ⁇ 1) ⁇ ) is positive and increases, the perturbation amount ⁇ ( ⁇ ) is also positive and increased. Conversely, when the perturbation amount ⁇ (( ⁇ -1) —) is negative and decreases, the perturbation amount ⁇ ( ⁇ ) is also decreased negatively.
  • the perturbation amount ⁇ ( ⁇ ) is reversed from that of perturbation amount ⁇ (( ⁇ -1) ⁇ ). Change. For example, when the perturbation amount ⁇ X (( ⁇ – 1) ⁇ ) is positive and increased, the perturbation amount ⁇ X (nT) is decreased as negative. Conversely, if the amount of perturbation ⁇ (( ⁇ 1) —) is negative and decreases, the amount of perturbation ⁇ ( ⁇ ) is positive and increases. By repeating this, the evaluation function y can be maximized.
  • control is performed so that the evaluation function y defined by the following equation is maximized so that the bit error rate BER becomes small.
  • Equation (10) b is a predetermined coefficient, and is determined so that the evaluation function y has a size that is easy to evaluate.
  • the evaluation function value y can be made a positive real number by making the coefficient b a positive real number. Since the error rate BER decreases as the communication quality improves, it is preferable to take the reciprocal as shown in Equation (10) as the evaluation function y.
  • the method for maximizing the evaluation function y is the same as in the case of the received power in the first adaptive control method. Further, in some cases the error rate BER is to assess the range of from 0.5 example to 10_ 6, highly variable wide. Therefore, the range of change can be narrowed by expressing the above equation (10) in decibel notation as the following equation.
  • control is performed so that the evaluation function y defined by the following equation is maximized so that the received power is large and the error rate BER is also small.
  • SNR is the ratio of received power and thermal noise.
  • a and b are predetermined weighting coefficients, and the importance for SNR and BERR can be determined by changing the ratio of coefficient a and coefficient b. For example, aZb is increased when receiving power is important, and aZb is decreased when error rate BER is important.
  • the evaluation function value y can be made a positive real number by setting the coefficient a and the coefficient b to be positive real numbers.
  • the method for maximizing the evaluation function value y is the same as in the case of the received power in the first adaptive control method.
  • Received power is often obtained in decibels, such as RSSI, due to its large range of change.
  • the error rate BER is to assess the range of from 0.5 example to 10_ 6, highly variable wide. Therefore, the range of change can be narrowed by expressing the above equation (12) in decibel notation as the following equation.
  • the method for maximizing the evaluation function value y is not limited to the perturbation method. It is also possible to perform control that takes the reciprocal of the right side of Equation (5), Equation (9), Equation (10), and Equation (11) and minimizes it. In this case, in Eqs. (12) and (13), the term on the right side is reciprocal. Further, as a selection method of these first to third adaptive control methods, it is preferable to select as follows.
  • the first adaptive control method is selected when the received power is very small, for example, close to the minimum reception sensitivity, and when receiving power is given the highest priority in order to ensure wireless communication.
  • the third adaptive control method is selected during normal data communication and telephone communication. Further, it is possible to switch by setting a predetermined threshold value in the above parameters. The selection processing of the first to third adaptive control methods will be described later in detail with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a reception adaptive control process according to the first embodiment executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG.
  • step S1 of FIG. 2 the reactance value X of the variable reactance element 12 is set to a predetermined initial value X.
  • This initial value X is preferably set for wireless communication with the primary purpose of calls.
  • the antenna device In the case of a communication system, it is determined so that the radiation characteristics of the antenna device are improved during a call (for example, close to the head). Also, in the case of a wireless system for which data communication is the main purpose, it is preferable that the antenna device radiates when using data communication (for example, when it is held in front of the fuselage by hand or away from the fuselage in free space). Determine to improve the characteristics.
  • step S4 the reception adaptive control circuit 2 is controlled based on the calculated amplitude and phase shift amount.
  • step S5 the demodulator 8 demodulates the received signal, and the determiner 9 Obtain the judged signal quality.
  • step S6 a predetermined threshold value in step S6 (for example, an error rate BER> 10_ 5, hereinafter the same.)
  • a predetermined threshold value for example, an error rate BER> 10_ 5, hereinafter the same.
  • step S7 communication processing of the wireless communication device is executed by adaptive control in step S4, and then the process returns to step S1.
  • step S8 based on the received power from the received power level detector 10 or the signal quality from the determiner 9, the element value X of the variable reactance element 12 that maximizes the predetermined evaluation function y is set to a predetermined adaptive value.
  • the adaptive control method used is, for example, the adaptive control method selected by the selection process of the adaptive control method of FIG. 6 described later in detail.
  • step S9 the demodulator 8 demodulates the received signal and obtains the signal quality determined by the determiner 9.
  • step S10 it is determined whether or not the signal quality is greater than or equal to a predetermined threshold. If YES, the process proceeds to step S11. On the other hand, if NO, return to step S8.
  • step S11 communication processing of the wireless communication device is executed by adaptive control in step S8, and then the process returns to step S1.
  • the number of interference waves that can be suppressed by the adaptive antenna apparatus is the number obtained by subtracting the number 1 of antenna elements, and if it is larger than this, all interference waves cannot be suppressed.
  • the reactive adaptive control process according to the first embodiment controls the reactance value of the variable reactance element 12 connected to the parasitic element 11 even when the number of interference waves is larger than the number of antennas, for example. Can be suppressed.
  • the received power of the desired wave is weak, so that the desired signal quality cannot be obtained, and also in the case of the variable reactance element 12 connected to the parasitic element 11
  • the signal power of the desired wave can be increased and the signal quality can be improved.
  • the reactance value of the variable reactance element 12 connected to the parasitic element 11 is controlled.
  • the reactance value of the variable reactance element 12 connected to the parasitic element 11 is controlled.
  • the adaptive control when the adaptive control is performed using the reception adaptive control circuit 2, a signal quality exceeding a predetermined threshold value cannot be obtained. Because the reactance value of 12 is changed and adaptively controlled, for example, it is used in mobile radio systems! Even in a relatively low frequency band, it is possible to suppress interference waves with a smaller number of antenna elements. A radio signal having the best signal quality can be received.
  • two antenna elements la and lb and one parasitic element 11 are provided.
  • the present invention is not limited to this, and a plurality of antenna elements and At least one (ie, one or more) parasitic elements may be provided.
  • the received power level detector 10 is a power for detecting the received power level of the received signal.
  • the present invention is not limited to this, and the signal level including the signal power level, the signal voltage level, etc. You can detect.
  • FIGS. 3 to 5 are flowcharts showing the reception adaptive control process according to the first modification of the first embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG.
  • step S21 of FIG. 3 the reactance value X of the variable reactance element 12 is set to a predetermined initial value X in the same manner as in step S1 of FIG.
  • step S23 based on the received power from the received power level detector 10 or the signal quality from the determiner 9, the element value X of the variable reactance element 12 that maximizes the predetermined evaluation function y is subjected to predetermined adaptive control. Calculate and set using the method.
  • step S24 the demodulator 8 demodulates the received signal and obtains the signal quality determined by the determiner 9.
  • step S25 it is determined whether the signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value.
  • step S26 communication processing of the wireless communication device is executed by adaptive control in step S23, and then the process returns to step S21.
  • step S27 of FIG. 4 the phase shift of phase shifter 4a that maximizes the predetermined evaluation function y based on the received power from received power level detector 10 or the signal quality from determiner 9 is performed.
  • the quantity is calculated and set using a predetermined adaptive control method, and the received signal is demodulated by the demodulator 8 in step S28, and the signal quality determined by the determiner 9 is obtained.
  • step S29 it is determined whether the signal quality is greater than or equal to a predetermined threshold value. If YES, the process proceeds to step S30. If NO, the process proceeds to step S31.
  • step S30 communication processing of the wireless communication device is executed by adaptive control in step S27. After that, the process returns to step S21 in FIG.
  • step S31 based on the received power from the received power level detector 10 or the signal quality from the determiner 9, the phase shift amount of the phase shifter 4b that maximizes the predetermined evaluation function y is set to a predetermined value. Calculation and setting is performed using the adaptive control method.
  • step S32 the demodulator 8 demodulates the received signal, and the signal quality determined by the determiner 9 is acquired.
  • step S33 it is determined whether the signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value. If YES, the process proceeds to step S34. If NO, the process proceeds to step S35 in FIG.
  • step S34 after the communication process of the wireless communication apparatus is executed by the adaptive control in step S31, the process returns to step S21 in FIG.
  • step S35 of FIG. 5 based on the received power from the received power level detector 10 or the signal quality from the determiner 9, the variable gain amplifier 3a having the maximum predetermined evaluation function y is selected.
  • the amplitude is calculated and set using a predetermined adaptive control method, and the demodulator 8 demodulates the received signal in step S36, and the signal quality determined by the determiner 9 is obtained.
  • step S37 it is determined whether or not the signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value. If YES, the process proceeds to step S38. If NO, the process proceeds to step S39.
  • step S38 communication processing of the wireless communication device is executed by adaptive control in step S35, and then the process returns to step S21 in FIG.
  • step S39 based on the received power from the received power level detector 10 or the signal quality from the determiner 9, the amplitude amount of the variable gain amplifier 3b that maximizes the predetermined evaluation function y is set to a predetermined value.
  • the demodulator 8 demodulates the received signal and obtains the signal quality determined by the determiner 9 in step S40.
  • step S41 it is determined whether or not the signal quality is greater than or equal to a predetermined threshold value. If YES, the process proceeds to step S42. If NO, the process returns to step S21 in FIG.
  • step S42 after the communication process of the wireless communication apparatus is executed by adaptive control in step S39, the process returns to step S21 in FIG.
  • the respective phase shift amounts of the phase shifters 4a and 4b in the receive adaptive control circuit 2 and the amplitude amounts of the variable gain amplifiers 3a and 3b are selectively selected in order to obtain the optimum value. Since the adaptive control was performed after the change, and the control was repeated again, not only the variable reactance element 12 but also the amplitude and phase shift amount of the radio signal received by each antenna element la and lb were set optimally. can do. Therefore, for example, a relatively low frequency band used in a mobile radio system can suppress interference waves with a smaller number of antenna elements, and always receive a radio signal having the best signal quality. can do.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the adaptive control method selection process according to the second modification of the first embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG.
  • the adaptive control method selection process is a process for selecting one of the above-mentioned three adaptive control method powers prior to each reception adaptive control process disclosed in this specification.
  • the first threshold value Pthl which is set near the reception power with the minimum reception sensitivity and higher than the reception power by a predetermined margin, and the reception power with the minimum reception sensitivity are sufficient.
  • Pt h2 (> Pthl) that is set to a high value (received power that can operate without problems even if the received signal level fluctuates).
  • step S101 of FIG. 6 the maximum received power Pr of each received signal from the AZD conversion circuit 5 is acquired, and in step S102, it is determined whether Pr and Pthl are satisfied, and Y max max
  • step S103 the first adaptive control method is selected in order to reliably execute wireless communication, and the selection process is terminated.
  • step S104 Pthl ⁇ Pr ⁇ Pth2
  • step S105 since there is a margin for receiving a radio signal with a certain amount of received power, the second adaptive control method is selected and the selection process is terminated.
  • Step S106 since the radio signal with almost the maximum received power is received, normal high-speed communication can be executed with almost no problem, so the third adaptive control method is selected and the selection process is terminated. .
  • the optimum adaptive control method is selected depending on the received power. Can do.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the adaptive antenna device according to the second embodiment differs from the first embodiment in FIG. 1 in the following points.
  • the reception adaptive control circuit 2 the variable reactance element 12 is excluded, and the reception adaptive control circuit 2 and the demodulator 8 are provided with a first wireless reception circuit 52a for a mobile phone, for example.
  • a switch SW1 connected to a parasitic element or an element 11 operating as an antenna element, a variable reactance element 12, and a demodulator 8b, for example, a second radio receiving circuit 52b for a television receiver Is provided.
  • the controller 6 adaptively controls the variable gain amplifiers 3a and 3b and the phase shifters 4a and 4b of the reception adaptive control circuit 2 in the first wireless reception circuit 52a, and also in the second wireless reception circuit 52b.
  • the reactance value of the variable reactance element 12 is adaptively controlled.
  • the radio signal received by the element 11 is grounded via the contact a side of the switch SW1 and the variable reactance element 12, and is input to the demodulator 8b via the contact b side of the switch SW1. .
  • the demodulator 8b demodulates the input radio signal using a predetermined digital demodulation method and outputs it via the output terminal T2.
  • the switch SW1 when the wireless signal is received using the first wireless reception circuit 52a, the switch SW1 is switched to the contact a side. At this time, the element value of the variable reactance element 12 connected to the parasitic element 11 can be controlled by reactance, and the operation is the same as in the first embodiment.
  • the switch SW1 when a radio signal is received using the second radio receiver circuit 52b (when no received signal is received using the antenna elements la and lb), the switch SW1 is switched to the contact b side. At this time, the parasitic element 11 becomes an antenna element, and the radio signal received by the antenna element is input to the demodulator 8b via the contact b side of the switch SW1, and the demodulator 8b receives the input radio signal. Is demodulated using a predetermined digital demodulation method, and the demodulated baseband signal is output via the output terminal T2. And output.
  • the radio reception circuits 52a and 52b for different radio communication systems are selectively switched to improve the efficiency.
  • a wireless communication apparatus that can perform adaptive control well can be realized.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the third embodiment differs from the first embodiment in FIG. 1 in the following points.
  • the reception adaptive control circuit 2 includes a switch circuit 13 including three switches SW11, SW12, and SW13 connected to three antenna elements la, lb, and lc, respectively, and a contact point of each switch S Wl l, SW12, and SW13.
  • Three variable reactance elements 12a, 12b, 12c connected to the a side, contacts of each switch SW11, SW12, SW13, and three sets of variable gain amplifiers and phase shifters (3a, 4a connected to bftlj, respectively) ) (3b, 4b) (3c, 4c).
  • the radio signal received by the antenna element la is grounded via the contact a side of the switch SW11 and the variable reactance element 12a, as well as the contact b side of the switch SW11, the variable gain amplifier 3a and The signal is input to the signal synthesizer 7 through the phase shifter 4a.
  • the radio signal received by the antenna element lb is grounded via the contact a side of the switch SW12 and the variable reactance element 12b, and is also grounded via the contact b side of the switch SW12, the variable gain amplifier 3b and the phase shifter 4b. Is input to the signal synthesizer 7.
  • the radio signal received by the antenna element lc is grounded via the contact a side of the switch SW13 and the variable reactance element 12c, and is connected to the contact b side of the switch SW13, the variable gain amplifier 3c and the phase shifter 4c.
  • the switches SW11, SW12, and SW13 can further perform impedance matching between each antenna element la, lb, lc and the input terminal of the AZD conversion circuit 5 when the received signal is AZD converted in the AZD conversion circuit 5. And an open terminal contact c.
  • the controller 6 switches the switches SW11, SW12, and SW13 in the reception adaptive control circuit 2, and sets the three sets of variable gain amplifiers and phase shifters (3a, 4a) (3b, 4b) (3c, 4c). Amplitude and phase shift are detailed below. Adaptive control as described.
  • FIGS. 9 and 10 are flowcharts showing a reception adaptive control process according to the third embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG.
  • step S51 of FIG. 9 first, switch SW11 is switched to the contact c side, switch SW12 is switched to the contact c side, and switch SW13 is switched to the contact c side.
  • step S52 the amplitudes of the variable gain amplifiers 3a, 3b, 3c in the receive adaptive control circuit 2 are set to the initial value 1, and the phase shift amounts of the phase shifters 4a, 4b, 4c are set to the initial value 0.
  • step S53 the reception power level of the reception signal received from the AZD conversion circuit 5 by each antenna element la, lb, lc is detected.
  • step S54 one antenna element that has received the reception signal having the maximum received power level is selected, and in step S55, the switches (SW11, SW12, SW2) connected to the selected antenna element are selected. Switch one of SW13) to contact b, and switch the two switches connected to the two unselected antenna elements to contact a.
  • step S56 the demodulator 8 demodulates the received signal, and the signal quality determined by the determiner 9 is obtained.
  • step S57 it is determined whether the signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value.
  • step S58 the communication processing of the wireless communication device is executed in the state of step S56, and then the process returns to step S51.
  • step S59 one antenna element that has received the reception signal having the maximum reception power level and one antenna element that has received the reception signal having the second reception power level are selected.
  • the switch two of SWl1, SW12, SW13
  • the reception data of the received signal received by each of the two selected antenna elements is acquired from the AZD conversion circuit 5, and in step S62, the received two antenna elements are selected.
  • the reception adaptive control circuit 2 calculates the amplitude amount and phase shift amount to be received adaptively controlled, and based on the calculated amplitude amount and phase shift amount.
  • the reception adaptive control circuit 2 is controlled.
  • the demodulator 8 demodulates the received signal and obtains the signal quality determined by the determiner 9, and in step S64, whether or not the signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value. If YES, the process proceeds to step S65. If NO, the process proceeds to step S66 in FIG. In step S65, after the communication processing of the wireless communication apparatus is executed in the state of step S63, the process returns to step S51.
  • step S66 of FIG. 10 based on the received power from the received power level detector 10 or the signal quality from the determiner 9, a single evaluation function y that maximizes the predetermined evaluation function y is obtained.
  • the element value X of the variable reactance element one of 12a, 12b, 12c
  • the demodulator 8 the received signal is demodulated, and the signal quality determined by the determiner 9 is acquired.
  • step S68 it is determined whether or not the signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value.
  • step S69 after the communication process of the wireless communication device is executed by the adaptive control in step S66, the process returns to step S51 in FIG.
  • step S70 after receiving adaptive processing using the three antenna elements in FIG. 11 is performed, the process returns to step S51 in FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a reception adaptive process (step S70) using three antenna elements, which is a subroutine of FIG.
  • step S71 of Fig. 11 switch SWl l, SW12, SW13 connected to the three antenna elements la, lb, lc, respectively. Then, the reception data of each antenna element la, lb, lc is obtained from the AZD conversion circuit 5.
  • step S73 the switches SWll, SW12, and SW13 connected to the three antenna elements la, lb, and lc are switched to the contact b side, and then based on the received data!
  • the received adaptive control circuit 2 is controlled based on the calculated amplitude amount and phase shift amount, and the wireless communication device is controlled by the adaptive control in step S73 in step S74.
  • the maximum of the received power level received by each antenna element la, lb, and lc is described.
  • reception adaptive processing is executed using the three antenna elements la, lb, and lc. Even in a relatively low frequency band used in a body radio system, it is possible to suppress interference waves with a smaller number of antenna elements and always receive a radio signal having the best signal quality. .
  • FIGS. 12 to 14 are flowcharts showing the reception adaptive control processing according to the first modification of the third embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG.
  • the reception adaptive control process according to the first modification of the third embodiment differs from the reception adaptive control process of FIGS. 9 and 10 in the following points.
  • step S81 to step S91 The processing from step S81 to step S91 is inserted between the case of NO in step S57 and step S59. Hereinafter, the difference will be described in detail.
  • step S81 based on the received power from the received power level detector 10 or the signal quality from the determiner 9, the predetermined evaluation function y is maximized.
  • the element value X of the variable reactance element one of 12a, 12b, 12c) connected to one of the two antenna elements with the selected force Calculate and set using the method.
  • step S82 the demodulator 8 demodulates the received signal, and the signal quality determined by the determiner 9 is obtained.
  • step S83 it is determined whether the signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value. If YES, the process proceeds to step S84. If NO, the process proceeds to step S85 in FIG.
  • step S 84 the communication process of the wireless communication device is executed by the adaptive control in step S 81, and then the process returns to step S 51.
  • step S85 of FIG. 13 based on the received power from the received power level detector 10 or the signal quality from the determiner 9, the two evaluation functions y having the maximum selected evaluation function y are maximized.
  • the element value X of the variable reactance element (one of 12a, 12b, 12c) connected to the remaining one of the antenna elements is used for the predetermined adaptive control method.
  • step S86 the demodulator 8 demodulates the received signal, and the signal quality determined by the determiner 9 is acquired.
  • step S87 it is determined whether or not the signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value. If YES, the process proceeds to step S88. If NO, the process proceeds to step S89.
  • step S88 communication processing of the wireless communication apparatus is executed by the adaptive control in step S85, and then the process returns to step S51 in FIG.
  • step S89 switch SW11 is switched to the contact c side, switch SW12 is switched to the contact c side, and switch SW13 is switched to the contact c side.
  • each reactance value X of each variable reactance element 12a, 12b, 12c is initialized with a predetermined initial value X as in the first embodiment.
  • step S91 the received power level of the received signal received from the AZD conversion circuit 5 by each antenna element la, lb, lc is detected, and the process proceeds to step S59.
  • the processing after step S59 is the same as that of the third embodiment.
  • each of the three antenna elements la, lb, and lc is added to the operational effects of the third embodiment. If the received signal level of the maximum received power level among the received power levels received by antenna elements la, lb, and lc is received by one antenna element, the desired signal quality cannot be obtained. Connected to one of the two antenna elements that are not selected. If the desired signal quality cannot be obtained when the element value X of the variable reactance element is controlled by reactance, the element of the variable reactance element connected to the remaining one antenna element The value X is reactance controlled. Therefore, compared with the third embodiment, the radiation pattern of the adaptive antenna device can be obtained better by using the reactance control together. For example, in a relatively low frequency band used in the mobile radio system. However, it is possible to suppress the interference wave with a smaller number of antenna elements and always receive a radio signal having the best signal quality.
  • FIGS. 15 and 16 are flowcharts showing the reception adaptive control process according to the second modification of the third embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG.
  • the reception adaptive control process according to the second modification of the third embodiment differs from the reception adaptive control process of FIGS. 9 and 10 in the following points.
  • Steps S53A and S54A are executed instead of steps S53 and S54.
  • Steps S59A and S59B are executed instead of step S59.
  • step S53A After executing the processing of step S52 in Fig. 15, in step S53A, only one of the three switches SW11, SW12, SW13 is selectively switched to the contact b side sequentially (the other switches are When switching to the contact a side), each antenna element is selected from the three antenna elements la, lb, and 1c, and the received signal is received by the selected antenna element. Then, the demodulator 8 demodulates the received signal, and the signal quality determined by the determiner 9 is acquired. Next, in step S54A, after selecting one antenna element that has received the received signal having the maximum signal quality, the process proceeds to step S55.
  • step S59A selectively switch only one of the three switches SW11, SW12, SW13 to contact b side sequentially (the other switch is contact a
  • the demodulator The received signal is demodulated by 8 and the signal quality determined by the determiner 9 is acquired.
  • step S59B it has the maximum signal quality After selecting one antenna element that has received the received signal and one antenna element that has received the received signal having the second signal quality, the process proceeds to step S60.
  • one signal that can receive a reception signal having the maximum signal quality among the three antenna elements la, lb, and lc can be received.
  • two antennas are selected to receive the received signal and the desired signal quality cannot be obtained, two antennas can receive each of the received signal of the highest signal quality and the received signal of the second signal quality.
  • Adaptive control is performed so that the received signal is received by selecting the N element. Therefore, for example, in a mobile radio system! Even in a relatively low frequency band, it is possible to suppress interference waves with a smaller number of antenna elements, and always receive a radio signal having the best signal quality. be able to.
  • FIGS. 17 to 19 are flowcharts showing a reception adaptive control process according to the third modification of the third embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG.
  • the receive adaptive control process according to the third modification of the third embodiment is a combination of the first modification of the third embodiment and the second modification of the third embodiment, and Compared to the first modification of the third embodiment shown in FIGS. 12 to 14, the following points are different.
  • Steps S59A and S59B in FIG. 15 are executed instead of steps S89 to S91 and S59 in FIG.
  • one antenna element that can receive a reception signal having the maximum signal quality among the three antenna elements la, lb, and lc is selected.
  • the element value X of the variable reactance element connected to one of the two antenna elements that has not been selected is reacted. If the desired signal quality cannot be obtained at this time, the reactance control is performed on the element value X of the variable reactance element connected to the remaining one antenna element. At this time, the desired signal quality cannot be obtained.
  • the largest signal of the three antenna elements la, lb, lc Selects one antenna element that can receive the received signal of the highest quality and moves to the process of receiving the received signal. Therefore, select one antenna element that can receive the received signal with the maximum signal quality, receive the received signal, and perform reactance control to obtain a more radiation pattern when the desired signal quality cannot be obtained. So, for example, in mobile radio systems
  • the interference wave can be suppressed with a smaller number of antenna elements, and a radio signal having the best signal quality can always be received.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the selection process of the receive adaptive control process according to the fourth modification of the third embodiment, which is executed by the controller 6 of the adaptive antenna apparatus of FIG.
  • the selection process is a process for determining whether to select a deviation /! Of the reception adaptive control process according to the third embodiment and each modification thereof, and is executed prior to the reception adaptive control process.
  • the time of high-speed control refers to a case where there is no allowance in the control time of the controller when the controller is processing a large amount of data such as video other than voice.
  • the low-speed control means that when the controller is processing small volume data such as voice, the controller has sufficient time for control.
  • the threshold value Pthl is the same as the case of FIG. 6 and is a first threshold value that is set in the vicinity of the reception power of the minimum reception sensitivity and higher by a predetermined margin than the reception power.
  • step S 201 of FIG. 20 the maximum received power Pr of each received signal from the AZD conversion circuit 5 is acquired, and in step S 202 whether Pr ⁇ Pthl and high-speed control is being performed or not max max
  • step S203 the reception adaptive process of FIGS. 9 to 10 is selected and executed, and the selection process ends.
  • step S204 Pr and Pthl and
  • step S205 the reception adaptive process of FIGS. 12 to 14 is selected and executed, and the selection process is terminated. Further, in step S206, it is determined whether or not the force is Pr ⁇ Pthl and high speed control. If YES, step S2 While proceeding to 07, if NO, proceed to step S208.
  • step S207 the reception adaptive process of FIGS. 15 to 16 is selected and executed, and the selection process ends.
  • step S 208 the reception adaptive process of FIGS. 17 to 19 is selected and executed, and the selection process is terminated.
  • the maximum received power and controller control time margin ie, during high-speed control or low-speed control; and when the circuit scale to be used is limited Is related to the margin of the power supply capacity or the current capacity to be used.
  • the reception adaptive control processing according to the third embodiment and each of the modifications thereof can be appropriately selected depending on.
  • the three antenna elements la, lb, and lc are provided.
  • the present invention is not limited to this, and two antenna elements or four or more antenna elements are provided. May be provided.
  • three sets of receive adaptive controllers (one set of receive adaptive controllers is connected to a variable gain amplifier via switches SW11, SW12, and SW13 so as to correspond to each antenna element la, lb, and lc.
  • a force provided with variable reactance elements 12a, 12b, and 12c The present invention is not limited to this, and is adapted to correspond to at least a part of each antenna element la, lb, and lc.
  • a set of receive adaptive controllers (one set of receive adaptive controllers includes a variable gain amplifier and a phase shifter) and variable reactance elements 12a, 12b, and 12c may be provided. That is, at least a part of the antenna elements may be directly connected to the receiving adaptive controller or the variable reactance element without using the switch.
  • an antenna element it becomes possible to select an antenna element to be used for directivity adaptive control according to the use situation. For example, if stable high-speed communication is required, or if there is a margin of control time or power capacity in an environment where multiple different interference waves arrive, use three antenna elements for directivity adaptive control. . This is because directivity adaptive control consumes a large amount of power because it requires as many radio communication circuits as the number of antenna elements used. In other cases, 1 is selected when two antenna elements are selected, or when there is not enough control time or power capacity. It is also possible to select one antenna element and connect the other two to parasitic elements. In addition, when using one or two antenna elements, the selection of the antenna elements is also important. For example, when two antenna elements are selected, by selecting the antenna element having the longest distance between the antenna elements, the correlation between the antenna elements is lowered, and higher signal quality is obtained.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment is obtained by digitizing a part of the device circuit of the first embodiment, and differs from the first embodiment of FIG. 1 in the following points.
  • the AZD conversion circuit 5 was inserted between the antenna elements la and lb and the reception adaptive control circuit 2.
  • variable gain amplifiers 3a and 3b and the phase shifters 4a and 4b are respectively digitalized to form variable gain amplifiers 53a and 53b and phase shifters 54a and 54b. .
  • the radio signal received by the antenna element la is AZD converted into a digital radio signal by AZD conversion in the AZD conversion circuit 5, and is then output to the controller 6 and the reception adaptive control circuit 2 And output to the signal synthesizer 7 via the variable gain amplifier 53a and the phase shifter 54a.
  • the radio signal received by the antenna element lb is converted into a digital radio signal by AZD conversion in the AZD conversion circuit 5 and then output to the controller 6, and the variable gain amplifier 53 b in the reception adaptive control circuit 2 is also output. And output to the signal synthesizer 7 via the phase shifter 54b.
  • directivity adaptive control can be performed on the digital radio signal digitized by the AZD conversion circuit 5, and the received radio signal
  • adaptive control can be performed similarly to the first embodiment.
  • the processing of the variable gain amplifiers 53a and 53b, the phase shifters 54a and 54b, and the adder 7 among the circuits in the reception adaptive control circuit 2 may be executed by software processing of a digital computer. Thereby, signal processing can be speeded up and power consumption can be reduced.
  • FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the fifth embodiment is obtained by digitizing a part of the device circuit of the second embodiment, and differs from the second embodiment of FIG. 7 in the following points.
  • the AZD conversion circuit 5 was inserted between the antenna elements la and lb and the reception adaptive control circuit 2.
  • variable gain amplifiers 3a and 3b and the phase shifters 4a and 4b are digitally converted into variable gain amplifiers 53a and 53b and phase shifters 54a and 54b,
  • the reception adaptive control circuit 2a is configured.
  • the radio signal received by the antenna element la is AZD converted into a digital radio signal by the AZD conversion in the AZD conversion circuit 5, and then output to the controller 6 as well as the reception adaptive control circuit 2a. And output to the signal synthesizer 7 via the variable gain amplifier 53a and the phase shifter 54a. Further, the radio signal received by the antenna element lb is converted into a digital radio signal by AZD conversion in the AZD conversion circuit 5 and then output to the controller 6 as well as the variable gain amplifier 53b in the reception adaptive control circuit 2a. And output to the signal synthesizer 7 via the phase shifter 54b.
  • directivity adaptive control can be performed on the digital radio signal digitized by the AZD conversion circuit 5, and the received radio signal
  • adaptive control can be performed similarly to the second embodiment.
  • the processing of the variable gain amplifiers 53a and 53b, the phase shifters 54a and 54b, and the adder 7 among the circuits in the reception adaptive control circuit 2a may be executed by software processing of a digital computer. Thereby, signal processing can be speeded up and power consumption can be reduced.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of an adaptive antenna device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the sixth embodiment is obtained by digitizing a part of the device circuit of the third embodiment, and differs from the third embodiment of FIG. 8 in the following points.
  • the AZD conversion circuit 5 is connected to the antenna elements la, lb, and lc and the reception adaptive control circuit 2 Inserted between.
  • the radio signal received by the antenna element la is input to the AZD converter in the AZD converter circuit 5 via the contact b side of the switch SW11, and the AZD converter is input to the input radio signal. Is converted into a digital radio signal and then output to the controller 6 and also output to the signal synthesizer 7 via the variable gain amplifier 53a and the phase shifter 54a in the reception adaptive control circuit 2a.
  • the radio signal received by the antenna element lb is input to the AZD converter in the AZD converter circuit 5 via the contact b side of the switch SW12.
  • the AZD converter converts the input radio signal into a digital radio signal by AZD conversion.
  • the signal is output to the controller 6 and is also output to the signal synthesizer 7 via the variable gain amplifier 53b and the phase shifter 54b in the reception adaptive control circuit 2a.
  • the radio signal received by the antenna element lc is input to the AZD conversion circuit 5 in the AZD conversion circuit 5 via the contact b side of the switch SW13, and the AZD conversion converts the input radio signal into a digital radio signal. Is output to the controller 6 and output to the signal synthesizer 7 via the variable gain amplifier 53c and the phase shifter 54c in the reception adaptive control circuit 2a.
  • directivity adaptive control can be performed on the digital radio signal digitized by the AZD conversion circuit 5, and the received radio signal
  • adaptive control can be performed as in the third embodiment.
  • the processing of the variable gain amplifiers 53a and 53b, the phase shifters 54a and 54b, and the adder 7 among the circuits in the reception adaptive control circuit 2a may be executed by software processing of a digital computer. Thereby, signal processing can be speeded up and power consumption can be reduced.
  • FIG. 24 is a circuit diagram showing variable reactance elements 12, 12a, 12b, and 12c configured by a variable capacitance diode 55 according to another modification. Said embodiment and its modification In this case, the variable reactance elements 12, 12a, 12b, and 12c may be configured by the variable capacitance diode 55 in FIG. 24, and the reactance value may be changed by changing the reverse bias voltage applied thereto.
  • the reactance elements 56a, 56b, 56c, 56d are, for example, capacitors having fixed element values, passive elements such as inductors, or active elements such as variable capacitance diodes. Note that the number of reactance elements is not limited to four, and may be plural.
  • the signal quality is output from the determiner 9, for example, a power that is a bit error rate BER.
  • a power that is a bit error rate BER.
  • the first adaptive control process and the second adaptive control process are performed.
  • One of the adaptive control processes is executed, and when the detected signal quality is equal to or higher than a predetermined threshold value, the predetermined communication process is executed, while the detected signal quality is higher than the threshold value. If not, control is performed to execute the other adaptive control processing.
  • the first adaptive control process is executed based on the signal level of each detected received signal using a part of the plurality of antenna elements, and the detected signal quality is determined.
  • the detected signal quality is not higher than the predetermined threshold value, and is used for the first adaptive control processing.
  • the second adaptive control process is controlled using an antenna element other than the antenna element. Therefore, for example, in relatively low frequency bands used in mobile radio systems. However, interference waves can be suppressed with a smaller number of antenna elements, and a radio signal having the best signal quality can always be received.

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Abstract

　アダプティブアンテナ装置は２本のアンテナ素子１ａ，１ｂと、可変リアクタンス素子１２が接続された無給電素子１１とを備える。コントローラ６は、各アンテナ素子１ａ，１ｂにより受信された各受信信号に対してアダプティブ制御してアダプティブ制御後の各受信信号を合成受信信号として出力する第１の適応制御処理を実行するとともに、可変リアクタンス素子１２の素子値をリアクタンス制御する第２の適応制御処理を実行する。コントローラ６は第１の適応制御処理を実行し、検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき通信処理を実行する一方、検出された信号品位がしきい値以上でないとき、第２の適応制御処理を実行するように制御する。

Description

明 細 書
ァダプティブアンテナ装置及び無線通信装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば移動体通信システムの携帯無線通信装置などにおいて通信品 質を良好に保っために提供される、複数のアンテナ素子を用いてァダプティブ制御 して無線信号を受信するためのァダプティブアンテナ装置と、それを用いた無線通 信装置に関する。
背景技術
[0002] 例えば、特許文献 1にお ヽて開示された第 1の従来例に係るァダプティブアンテナ 装置を備えたアレーアンテナの制御装置においては、受信信号の到来角度を予め 与える必要がなぐ所望波に主ビームを向けかつ干渉波にヌルを向けるように適応制 御するために以下の構成を有する。適応制御コントローラは、 1つの励振素子と、 6個 の非励振素子を備えてなるエスパアンテナであるアレーアンテナを適応制御するた めに設けられる。ここで、適応制御コントローラは、相手先の送信機から送信される無 線信号に含まれる学習シーケンス信号をアレーアンテナの励振素子により受信したと きの受信信号 y (n)と、学習シーケンス信号と同一であり学習シーケンス信号発生器 で発生された学習シーケンス信号 d (n)とに基づいて、スペクトルの循環定常性に基 づ 、た適応制御処理を実行してアレーアンテナの主ビームを所望波の方向に向け かつ干渉波の方向にヌルを向けるための各可変リアクタンス素子のリアクタンス値 X を計算して設定する。
[0003] また、例えば、特許文献 2にお 、て開示された第 2の従来例に係るァダプティブァ ンテナ装置にぉ 、ては、アレーブランチを複数配置した適応アンテナ装置にぉ 、て 、小型化及び低消費電力化を図るために、以下の構成要素を備える。
(1)空間相関が小さくなるように、すなわち、 d》えの間隔 dで配置した複数の給電ァ ンテナ素子。ここで、 λは無線信号の波長である。
(2)これらの給電アンテナ素子のそれぞれに対して空間相関が大きくなるように、す なわち、 d< λ Ζ2の間隔 dで配置した複数の無給電アンテナ素子。 (3)これらの無給電アンテナ素子をそれぞれ終端する可変リアクタンス素子。
(4)給電アンテナ素子による受信信号を用いて可変リアクタンス素子を制御するリア クタンス制御部。
(5)複数の給電アンテナ素子による受信信号にそれぞれ重み付け回路により重み付 けし、合成回路により合成し、その合成出力信号の信号対干渉及び雑音比 (SZ(I +N) )とが最大となるように重み付け回路を制御する重み付け制御部。
[0004] 特許文献 1：特開 2003— 087051号公報。
特許文献 2：特開 2004— 064743号公報。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、第 1の従来例に係るァダプティブアンテナ装置には、以下のような問 題点があった。第 1の従来例では、 1つのアンテナ素子と、複数の無給電素子により 指向性を制御するために、アンテナ素子と無給電素子を最適な配置する必要があり 、アレーアンテナ装置の大きさと形状に制限があった。第 1の従来例の場合は、直径 力 波長、高さが 1Z4波長であるサイズが必要となる。すなわち、現在の携帯電 話機が使用している無線周波数帯である 900MHz帯や 2GHz帯では波長がそれぞ れ 0. 33m, 0. 15mと、携帯電話機のサイズに比べて長いために、第 1の従来例の アンテナサイズが携帯電話機のサイズに比較して大きくなり、携帯電話機にそのまま 使用することができない。また、指向性の制御に制約があることと、制御アルゴリズム が複雑になるという問題点があった。
[0006] また、第 2の従来例に係るァダプティブアンテナ装置においては、複数のエスパァ ンテナを並置し、かつリアクタンス制御と、適応制御のための重み付け制御とを併用 するために、装置構成が大型になるとともに、制御処理も複雑になるという問題点が めつに。
[0007] 本発明の目的は以上の問題点を解決し、例えば移動体無線システムにお 、て用 V、る比較的低 、周波数帯にぉ 、ても、より少な 、アンテナ素子数で干渉波を十分に 抑圧することができるァダプティブアンテナ装置及び無線通信装置を提供することに ある。 課題を解決するための手段
[0008] 第 1の発明に係るァダプティブアンテナ装置は、
複数のアンテナ素子と、
可変リアクタンス素子が接続された少なくとも 1本の無給電素子と、
上記複数のアンテナ素子により受信された各受信信号に対してァダプティブ制御し て、上記ァダプティブ制御後の各受信信号を合成受信信号として出力する第 1の適 応制御処理を実行するァダプティブ制御手段と、
上記無給電素子に接続された可変リアクタンス素子の素子値をリアクタンス制御す る第 2の適応制御処理を実行するリアクタンス制御手段と、
上記合成受信信号の信号品位を検出する信号品位検出手段と、
上記第 1の適応制御処理と、上記第 2の適応制御処理とのうちの一方の適応制御 処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき、所定の 通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき
、他方の適応制御処理を実行するように制御する装置制御手段とを備えたことを特 徴とする。
[0009] 上記ァダプティブアンテナ装置において、上記複数のアンテナ素子により無線信 号を受信しないとき、上記無給電素子から上記可変リアクタンス素子を切り離し、上 記無給電素子により受信された受信信号を受信する別の受信手段をさらに備えたこ とを特徴とする。
[0010] また、上記ァダプティブアンテナ装置にお!、て、上記装置制御手段は、上記第 1の 適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき 上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所定のしき！/、値以上で な ヽとき上記第 2の適応制御処理を実行するように制御することを特徴とする。
[0011] さらに、上記ァダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、上記第 2 の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしき 、値以上であると き上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上 でな!/ヽとき上記第 1の適応制御処理を実行するように制御することを特徴とする。
[0012] またさらに、上記ァダプティブアンテナ装置において、上記第 2の適応制御処理は 互いに異なる複数のァダプティブ制御法を用いた適応制御処理を含み、 上記装置制御手段は、上記各アンテナ素子によりそれぞれ受信された各受信信号 の最大受信電力に基づ 、て、上記複数のァダプティブ制御法を用いた適応制御処 理のうちの 1つを選択して実行することを特徴とする。
[0013] ここで、上記第 2の適応制御処理は、
(1)信号対雑音比を含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタン ス素子の素子値を制御する第 1のァダプティブ制御法と、
(2)ビット誤り率を含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタンス素 子の素子値を制御する第 2のァダプティブ制御法と、
(3)信号対雑音比とビット誤り率とを含む評価関数を最大又は最小になるように上記 可変リアクタンス素子の素子値を制御する第 3のァダプティブ制御法と
を含み、
上記装置制御手段は、上記最大受信電力が所定の第 1のしきい値未満であるとき 、上記第 1のァダプティブ制御法を用いて上記第 2の適応制御処理を実行し、上記 最大受信電力が上記第 1のしきい値以上でかつ上記第 1のしきい値よりも大きい所定 の第 2のしき 、値未満であるとき、上記第 2のァダプティブ制御法を用いて上記第 2の 適応制御処理を実行し、上記最大受信電力が上記第 2のしきい値以上であるとき、 上記第 3のァダプティブ制御法を用いて上記第 2の適応制御処理を実行することを 特徴とする。
[0014] 第 2の発明に係るァダプティブアンテナ装置は、
複数のアンテナ素子と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部に対応して設けられる複数の可変リアク タンス素子と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部に対応して設けられる複数の受信ァダ プティブ制御器と、
上記各アンテナ素子をそれぞれ、上記対応する各可変リアクタンス素子と上記各対 応する受信ァダプティブ制御器のうちの一方に選択的に接続するように切り換えるス イッチ手段と、 上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部により上記スィッチ手段を介して受信さ れた各受信信号に対してァダプティブ制御して、上記ァダプティブ制御後の各受信 信号を合成受信信号として出力する第 1の適応制御処理を実行するァダプティブ制 御手段と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部に上記スィッチ手段を介して接続された 上記各可変リアクタンス素子の素子値をリアクタンス制御する第 2の適応制御処理を 実行するリアクタンス制御手段と、
上記合成受信信号の信号品位である信号品位を検出する信号品位検出手段と、 上記各アンテナ素子により受信された各受信信号の信号レベルを検出する信号レ ベル検出手段と、
上記複数のアンテナ素子のうちの一部を用いて、上記検出された各受信信号の信 号レベルに基づいて、上記第 1の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位 が所定のしきい値以上であるとき所定の通信処理を実行する一方、上記検出された 信号品位が所定のしき 、値以上でな!、とき上記第 1の適応制御処理にお!、て用いた アンテナ素子以外のアンテナ素子を用いて上記第 2の適応制御処理を実行するよう に制御する装置制御手段とを備えたことを特徴とする。
[0015] 上記ァダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、第 1のステップに ぉ 、て、上記検出された各受信信号の信号レベルのうち最大の信号レベルを有する 受信信号の信号品位を上記信号品位検出手段により検出させ、上記検出された信 号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出され た信号品位が上記しきい値以上でないとき、第 2のステップにおいて、上記検出され た各受信信号の信号レベルのうち最大の信号レベルを有する受信信号と 2番目の信 号レベルを有する受信信号との合成受信信号の信号品位を上記信号品位検出手段 により検出させ、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信 処理を実行することを特徴とする。
[0016] また、上記ァダプティブアンテナ装置にお!、て、上記装置制御手段は、上記第 2の ステップの処理の前にお 、て、上記最大の信号レベルを有する受信信号を受信した アンテナ素子以外の少なくとも 1本のアンテナ素子を用いて、上記リアクタンス制御手 段により上記第 2の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が上記しきい 値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記し き!、値以上でな!、とき上記第 2のステップの処理を実行することを特徴とする。
[0017] さらに、上記ァダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、第 1のス テツプにお 、て、上記検出された各受信信号の信号品位のうち最大の信号品位を有 する受信信号の信号品位を上記信号品位検出手段により検出させ、上記検出され た信号品位が上記しき!、値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出 された信号品位が上記しきい値以上でないとき、第 2のステップにおいて、上記検出 された各受信信号の信号品位のうち最大の信号品位を有する受信信号と 2番目の信 号品位を有する受信信号との合成受信信号の信号品位を上記信号品位検出手段 により検出させ、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信 処理を実行することを特徴とする。
[0018] またさらに、上記ァダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、上記 第 2のステップの処理の前にお 、て、上記最大の信号品位を有する受信信号を受信 したアンテナ素子以外の少なくとも 1本のアンテナ素子を用いて、上記リアクタンス制 御手段により上記第 2の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が上記し きい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上 記しき 、値以上でな!、とき上記第 2のステップの処理を実行することを特徴とする。
[0019] また、上記ァダプティブアンテナ装置にお!、て、上記装置制御手段は、上記第 2の ステップの処理の後における第 3のステップにおいて、上記最大の信号品位を有す る受信信号を受信したアンテナ素子以外の、上記第 2の適応制御処理を実行して 、 ない残りの少なくとも 1本のアンテナ素子を用いて、上記リアクタンス制御手段により 上記第 2の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が上記しき!、値以上で あるとき上記通信処理を実行することを特徴とする。
[0020] さらに、上記ァダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、上記第 3 のステップの処理の後において、上記第 3のステップで検出された信号品位が上記 しき!/、値以上でな!、とき、上記複数の受信ァダプティブ制御器に接続される複数の アンテナ素子を用いて、上記第 1の適応制御処理を実行することを特徴とする。 [0021] 第 3の発明に係る無線通信装置は、上記ァダプティブアンテナ装置と、
上記ァダプティブアンテナ装置により受信された受信信号を受信する無線受信回 路とを備えたことを特徴とする。
発明の効果
[0022] 従って、本発明に係るァダプティブアンテナ装置及びそれを用いた無線通信装置 によれば、上記第 1の適応制御処理と、上記第 2の適応制御処理とのうちの一方の適 応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき、 所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しき!、値以上で ないとき、他方の適応制御処理を実行するように制御する。もしくは、上記複数のアン テナ素子のうちの一部を用いて、上記検出された各受信信号の信号レベルに基づ いて、上記第 1の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい 値以上であるとき所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所
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、とき上記第 1の適応制御処理にお 、て用いたアンテナ素子 以外のアンテナ素子を用いて上記第 2の適応制御処理を実行するように制御する。 それ故、例えば移動体無線システムにお 、て用いる比較的低 、周波数帯にぉ 、て も、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位 を有する無線信号を受信することができる。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すブロッ ク図である。
[図 2]図 1のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 1の実施 形態に係る受信ァダプティブ制御処理を示すフローチャートである。
[図 3]図 1のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 1の実施 形態の第 1の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 1の部分を示すフローチ ヤートである。
[図 4]第 1の実施形態の第 1の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 2の部分 を示すフローチャートである。
[図 5]第 1の実施形態の第 1の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 3の部分 を示すフローチャートである。
[図 6]図 1のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 1の実施 形態の第 2の変形例に係るァダプティブ制御法の選択処理を示すフローチャートで ある。
圆 7]本発明の第 2の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すブロッ ク図である。
圆 8]本発明の第 3の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すブロッ ク図である。
[図 9]図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 3の実施 形態に係る受信ァダプティブ制御処理の第 1の部分を示すフローチャートである。 圆 10]第 3の実施形態に係る受信ァダプティブ制御処理の第 2の部分を示すフロー チャートである。
[図 11]図 10のサブルーチンである 3本のアンテナ素子を用いた受信ァダプティブ処 理を示すフローチャートである。
[図 12]図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 3の実 施形態の第 1の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 1の部分を示すフロー チャートである。
圆 13]第 3の実施形態の第 1の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 2の部 分を示すフローチャートである。
圆 14]第 3の実施形態の第 1の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 3の部 分を示すフローチャートである。
[図 15]図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 3の実 施形態の第 2の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 1の部分を示すフロー チャートである。
圆 16]第 3の実施形態の第 2の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 2の部 分を示すフローチャートである。
[図 17]図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 3の実 施形態の第 3の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 1の部分を示すフロー チャートである。
[図 18]第 3の実施形態の第 3の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 2の部 分を示すフローチャートである。
[図 19]第 3の実施形態の第 3の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の第 3の部 分を示すフローチャートである。
[図 20]図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 3の実 施形態の第 4の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の選択処理を示すフローチ ヤートである。
[図 21]本発明の第 4の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すプロ ック図である。
[図 22]本発明の第 5の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すプロ ック図である。
[図 23]本発明の第 6の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すプロ ック図である。
[図 24]別の変形例に係る、可変容量ダイオード 55により構成された可変リアクタンス 素子 12, 12a, 12b, 12cを示す回路図である。
[図 25]另 Uの変形 f列に係る、 4偶のリアクタンス素子 56a, 56b, 56c, 56dと、これらのリ クタンス素子 56a, 56b, 56c, 56dを選択的【こ切り換免るスィッチ SW31と【こより構 成された可変リアクタンス素子 12, 12a, 12b, 12cを示す回路図である。
符号の説明
la, lb, lc…アンテナ素子、
2, 2a…受信ァダプティブ制御回路、
3a, 3b, 3c, 53a, 53b, 53c…可変禾 lj得増幅器、
4a, 4b, 4c, 54a, 54b, 54c…移相器、
5 -AZD変換回路、
6· · ·コントローラ、
7…信号合成器、
8, 8b…復調器、 9…判定器、
10···受信電力レベル検出器、
11···無給電素子、
12, 12a, 12b, 12c…可変リアクタンス素子、
13···スィッチ回路、
52a, 52b…無線受信回路、
55···可変容量ダイオード、
56a, 56b, 56c, 56d…リアクタンス素子、
SW1, SW11, SW12, SW13, SW31-"スィッチ、
Tl, Τ2···端子。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 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、同様の構 成要素については同一の符号を付している。また、無線信号の波長をえとする。
[0026] 第 1の実施形態.
図 1は本発明の第 1の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すプロ ック図である。図 1において、本実施形態に係るァダプティブアンテナ装置は、無線 通信装置に設けられ、受信された無線信号に対して適応制御を行ってより高い信号 品位で無線通信を行うための処理を実行する。ァダプティブアンテナ装置は、それぞ れ給電素子である 2本のアンテナ素子 la, lbと、 1本の無給電素子 11と、受信ァダ プティブ制御回路 2と、アナログ Zディジタル変換回路 5 (以下、アナログ Zディジタル 変換を AZD変換という。）と、コントローラ 6と、信号合成器 7と、復調器 8と、判定器 9 と、受信電力レベル検出器 10と、出力端子 T1とを備えて構成される。なお、 2本のァ ンテナ素子 la, lbの間隔 dは好ましくは、 λ Ζ4ないし λ Ζ2の範囲で設定され、より 好ましくは、 λ Ζ2に設定される。また、各アンテナ素子 la, lbと、無給電素子 11との 間の間隔 dは好ましくは、 λ Ζ8ないし λ Ζ2の範囲で設定され、より好ましくは、 λ / 4又は λ Ζ2に設定される。
[0027] 図 1において、各アンテナ素子 la, lbによりそれぞれ受信された各無線信号は A ZD変換回路 5及び受信ァダプティブ制御回路 2に入力される。 AZD変換回路 5は 各アンテナ素子 la, lbに対応した AZD変 を備え、各 AZD変 は各アンテ ナ素子 la, lbによりそれぞれ受信された各無線信号をそれぞれディジタル信号に A ZD変換した後、コントローラ 6に出力する。
[0028] 受信ァダプティブ制御回路 2は、 2個の可変利得増幅器 3a, 3bと、 2個の移相器 4a , 4bと、入力される 2つの無線信号を電力合成する加算器である信号合成器 7と、可 変リアクタンス素子 12とを備えて構成され、これら 2個の可変利得増幅器 3a, 3bの可 変振幅量及び 2個の移相器 4a, 4bの移相量、並びに可変リアクタンス素子 12のリア クタンス値はコントローラ 6により制御される。アンテナ素子 laにより受信された無線信 号は可変利得増幅器 3a及び移相器 4aを介して信号合成器 7に出力され、アンテナ 素子 lbにより受信された無線信号は可変利得増幅器 3b及び移相器 4bを介して信 号合成器 7に出力される。信号合成器 7は入力される 2個の無線信号を加算すること により合成して、合成後の無線信号を復調器 8及び受信電力レベル検出器 10に出 力する。受信電力レベル検出器 10は、入力される合成後の無線信号の受信電力レ ベルを検出し、検出した受信電力レベルを示す信号をコントローラ 6に出力する。ま た、無給電素子 11により受信された無線信号は、一端が接地された可変リアクタンス 素子 12により終端される。
[0029] 復調器 8は信号合成器 7から入力される無線信号を所定のディジタル復調方式で 復調信号であるベースバンド信号に復調して出力端子 T1及び判定器 9に出力する 。判定器 9は入力されるベースバンド信号に含まれる予め参照パターン期間内の参 照パターンに基づいてビット誤り率を測定してコントローラ 6に出力する。コントローラ 6は詳細後述するァダプティブ制御方法を用いて、最良の信号品位を有する無線信 号を受信して復調するように受信ァダプティブ制御回路 2内の、 2個の可変利得増幅 器 3a, 3bの可変振幅量及び 2個の移相器 4a, 4bの移相量、並びに可変リアクタンス 素子 12のリアクタンス値を制御する。なお、図 1において、周波数を分離する高周波 フィルタ、無線信号を増幅するための高周波増幅器、無線信号を所定の中間周波数 の中間周波信号に変換するための混合器等の高周波回路や、中間周波数回路、信 号処理回路等が含まれるが、図 1では省略した。すなわち、受信ァダプティブ制御回 路 2においては、搬送波周波数で実行してもよいし、中間周波信号に周波数変換し た後の中間周波において実行してもよい。また、受信ァダプティブ制御回路 2におい て、各可変利得増幅器 3a, 3bと、各移相器 4a, 4bの信号処理の順序は図 1に限定 されず、逆であってもよい。
[0030] まず、ァダプティブアンテナ装置のァダプティブ制御方法について以下に説明する 。ァダプティブアンテナ装置は、所望の電波が到来してくる方向にアンテナの放射パ ターンを最大にし (すなわち、アンテナの放射パターンのうちの主ビームを所望波方 向に実質的に向け）、妨害となる干渉波の方向に放射パターンにヌルを向けて (すな わち、アンテナの放射パターンのうちのヌルを実質的に干渉波方向に向けて）、安定 した無線通信を実現するァダプティブ制御技術を用いている。通常、ァダプティブァ ンテナ装置は、図 1に示すように、各アンテナ素子 la, lb毎に、振幅調整回路である 可変利得増幅器 3a, 3bと、移相器 4a, 4bとを備え、各アンテナ素子 la, lbで受信さ れた無線信号 (又は、無線信号から周波数変換された中間周波信号)に対して振幅 差と位相差を与えることにより、最大の所望信号電力と、最小の干渉信号電力を実現 するように制御する。
[0031] 各アンテナ素子 la, lbにより受信された無線信号には、通常、所望波信号とともに 熱雑音成分が受信される。さらに、隣接基地局からの同一周波数の同一チャンネル 干渉波や、所望波であるが大きな経路を経由して到来したために時間的な遅れを生 じる遅延波も受信される場合がある。遅延波は、テレビジョン放送やラジオ放送等の アナログ無線通信システムにお 、て、例えばテレビジョン受像機で表示されるゴース トとして画面表示の品質を劣化させる。一方、ディジタル無線通信システムでは、熱 雑音、同一チャンネル干渉波や遅延波は、いずれもビット誤りとして影響を及ぼし、 直接的に信号品位を劣化させる。ここで、所望波電力を Cとし、熱雑音電力を Nとし、 同一チャンネル干渉波と遅延波を含む干渉波電力を Iとすると、ァダプティブアンテ ナ装置は、好ましくは、信号品位を改善させるために、 CZ (N + I)を最大にするよう にァダプティブ制御する。
[0032] 次 、で、具体的に、ァダプティブアンテナ装置のァダプティブ制御動作につ!、て図 1を参照して以下に説明する。
[0033] 各アンテナ素子 la, lbにより受信された無線信号は AZD変換回路 5によりデイジ タル信号 x(t) (本実施形態においては、 4つの要素を持つ信号ベクトルである。 )に 変換され、コントローラ 6に入力される。コントローラ 6は、受信ァダプティブ制御回路 2 カゝら出力される無線信号 y(t)が最も信号品位が良くなるような、受信ァダプティブ制 御回路 2内の可変利得増幅器 3a, 3bの振幅量と、移相器 4a, 4bの移相量を決定す る。以下に、これらの振幅量と移相量を含む重み付け係数の算出方法を以下に示す 。なお、重み付け係数 Wiは振幅量 Aiと移相量 (Hにより、次式により定義される。
[0034] [数 1]
Wi=Ai-exp (j - ί) (1)
[0035] ここで、 jは虚数単位である。また、 iは 1, 2の値をとり、それぞれ、各アンテナ素子 1 a, lbにより受信された無線信号を処理する系統に対応する。重み付け係数 Wiを要 素とする重み付け係数ベクトル Wを定義して、以下に、重み付け係数 Wiを求める方 法について示す。
[0036] 重み付け係数 Wiを求める方法にはいくつか方法がある力 ここでは最急降下法 (L MS: Least Means Squares)を用いた例を示す。この手法では、ァダプティブアンテナ 装置は予め既知の所望波に含まれる信号系列である参照信号 r (t)を予め格納して おり、受信された無線信号に含まれる信号系列が参照信号に近くなるように制御する 。ここでは、一例としてコントローラ 6に参照信号 r (t)が予め格納されている場合を示 す。具体的には、コントローラ 6は、無線ディジタル信号 x (t)に対して、振幅量と移相 量の成分を持った重み付け係数 w (t)を乗算するように受信ァダプティブ制御回路 2 を制御する。この重み付け係数 w(t)を無線ディジタル信号 x(t)に乗算した乗算結果 と、参照信号 r (t)との残差 e (t)につ 、て次式を用いて求める。
[0037] [数 2]
e (t) =r(t) -w (t) X x(t) (2)
[0038] ここで、残差 e (t)は正又は負の値をとる。従って、式（2)により求めた残差 e (t)の 2 乗した値の最小値を漸ィ匕的に繰り返し計算により求める。すなわち、複数 (m+ 1)回 目の繰り返し計算により得られた重み付け係数 w(t, m+ 1)は m回目の重み付け係 数 w (t, m)を用いて次式により得られる。
[0039] [数 3] w (t, m+ 1) =w (t, m) +u X x (t) X e (t, m) (3)
[0040] ここで、 uはステップサイズと呼ばれ、ステップサイズ uが大き!/、と重み付け係数 wが 最小値に収束する繰り返し計算回数が少なくなると 、う利点があるが、ステップサイズ uが大き過ぎると最小値付近で振動してしまうという欠点がある。従って、ステップサイ ズ uの選定にはシステムにより十分注意する必要がある。逆に、ステップサイズ uを小 さくすることにより重み付け係数 wは安定して最小値に収束する。し力しながら、繰り 返し計算回数は増加する。繰り返し計算数が増加すると重み付け係数を求めるのに 長い時間がかかる。仮に、重み付け係数 wの算出時間が周囲環境の変化時間 (例え ば、数ミリ秒)よりも遅い場合には、この重み付け係数 wによる信号品位の改善は不可 能となる。そこで、ステップサイズ uを決定する場合にはできるだけ高速かつ安定な収 束の条件を選ぶ必要がある。また、残差 e (t, m)は次式により定義される。
[0041] [数 4]
e (t, m) =r (t) - w (t, m) X x (t) (4)
[0042] この式 (4)の値を用いて式 (3)を漸ィ匕的に更新する。なお、重み付け係数 wを求め るための最大繰り返し計算回数は、重み付け係数算出時間が無線システムの切り替 え時間よりも遅くならな 、ように設定する。
[0043] ここでは、一例として最急降下法に基づく無線通信システムのァダプティブ制御の ための判定法を説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、より早く判定が可能な RL¾ (Recursive Least— squares)法、 SMI (Sample Matrix inversion)法を用いることも 可能である。この方法により判定は早くなるが、判定器 9における計算が複雑になる。 また、信号系列の変調方式がディジタル位相変調のような一定の包絡線を持つよう な低包絡線変調である場合には、 CMA (Constant Modulus Algorithm)を使用するこ とも可能である。
[0044] 次 、で、本実施形態で用いることができる種々のァダプティブ制御法にっ 、て、以 下に説明する。ここでは、以下の 3つのァダプティブ制御法について説明する。
[0045] 第 1のァダプティブ制御法では、受信電力が大きくなるように、以下の数式で定義さ れる評価関数 yが最大になるように制御する。
[0046] [数 5] y = a-SNR (5)
[0047] 式（5)において、 SNRは受信電力と熱雑音の比である。また、 aは予め決められた 係数であり、評価関数 yが評価しやすい大きさになるように定める。ここで、通常の無 線通信システムでは通信可能な状態における SNRは正の実数であるので、係数 aを 正の実数とすることにより、評価関数値 yは正の実数とすることができる。
[0048] また、評価関数値 yを最大化する方法としては、例えば、摂動法が公知である。時 刻（n— 1) Tにおける評価関数を y ((n-l)T)とし、リアクタンス値を Δ X ( (n— 1) T) だけ変化させた後の時刻 (nT)における評価関数を y (ηΤ)とする。ここで、 ηは初期 値 1から最大摂動回数 Νまでの時刻パラメータの整数であり、 Τは摂動に必要な時間 (摂動周期）である。 y(O)はリアクタンス値の摂動を行う前を表す。ここで、一例として 時刻 (nT)における評価関数 y (nT)を次式に示す。
[0049] [数 6]
y(nT)=a-SNR(nT) (6)
[0050] このとき、摂動量の差分 y(nT)— y ( (n— 1)T)が正の場合には、次に変化させるリ ァクタンス値の摂動量 Δ X (nT)を前回の摂動量 Δ X ( (η— 1) Τ)のときと同様に変化 させる。例えば、摂動量 ΔΧ((η— 1)Τ)が正で増加の場合には摂動量 ΔΧ(ηΤ)も 正として増カロさせる。逆に、摂動量 ΔΧ((η— 1)Τ)が負で減少の場合には摂動量 Δ Χ(ηΤ)も負で減少させる。また、摂動量の差分 y(nT)— y ( (n— 1)T)が負の場合に は、摂動量 ΔΧ(ηΤ)を摂動量 ΔΧ((η— 1)Τ)のときと逆に変化させる。例えば、摂 動量 Δ X ( (η— 1) Τ)が正で増加させる場合には、摂動量 Δ X (nT)は負として減少さ せる。逆に、摂動量 ΔΧ((η— 1)Τ)が負で減少させる場合には摂動量 ΔΧ(ηΤ)は 正で増カロさせる。これを繰り返すことにより評価関数 yを最大化させることができる。
[0051] また、各摂動量の振幅値 (絶対値） I ΔΧ(ηΤ) |を同じにすることにより制御の簡 便化が図れる。一方、摂動量の振幅 (絶対値） I ΔΧ(ηΤ) Iを摂動回数とともに小さ くすることにより、より細かなリアクタンス値を得ることができ、制御の高精度化が図れ る。摂動量の振幅の減少法の一例を示す。次式において、 cと dは予め決められた正 の実定数である。
[0052] [数 7] I Δ Χ (ηΤ) I =c/n (7)
[数 8]
I Δ Χ (ηΤ) I =a- exp ( -d-n) (8)
[0053] さらに、時刻パラメータ nを 1から変化させた場合に、摂動量の差分 y (nT)— y ( (n — 1) T)の符号が変化した場合に摂動を中止して、リアクタンス値 Xを、 X=j (X + Δ
0
X ( (n— 1) T) )に設定する。ここで、 Xはリアクタンス値の初期値である。これにより、
0
最大摂動回数 Νまで摂動を行うことを避けることにより高速ィ匕が図れる。
[0054] また、受信電力は変化範囲が大き 、ために、 RSSI (Received Signal Strength Indie ator；受信信号強度表示信号)等はデシベルの単位で得られることが多!、。そこで、 上記式（5)を次式のようにデシベル表記で表すことにより、これを回避することが可能 になる。
[0055] [数 9]
y = a- 10 -log (SNR) (9)
10
[0056] 次いで、第 2のァダプティブ制御法について以下に説明する。当該第 2のァダプテ イブ制御法では、ビット誤り率 BERが小さくなるように、以下の数式で定義される評価 関数 yが最大になるように制御する。
[0057] [数 10]
y=b/ (BER) (10)
[0058] 上記式（10)において、 bは予め決められた係数であり、評価関数 yが評価しやすい 大きさになるように定める。ここで、誤り率 BERは正の実数であるので、係数 bを正の 実数とすることにより、評価関数値 yを正の実数とすることができる。誤り率 BERは通 信品質が良くなるにつれて小さくなるために、評価関数 yとして式（10)のように逆数 をとることが好ましい。
[0059] なお、評価関数 yを最大化する方法としては、第 1のァダプティブ制御法の受信電 力の場合と同様である。また、誤り率 BERは例えば 0. 5から 10_6までの範囲を評価 する場合もあり、非常に変化幅が広い。そこで、上記式（10)を次式のようにデシベル 表記で表すことにより、変化幅を狭くすることもできる。
[0060] [数 11] y = b/{ 10-log (BER) } (11)
10
[0061] さらに、第 3のァダプティブ制御法について以下に説明する。第 3のァダプティブ制 御法では、受信電力が大きぐかつ誤り率 BERも小さくなるように、次式で定義される 評価関数 yが最大になるように制御する。
[0062] [数 12]
y = a- SNR + b/BER (12)
[0063] 上記式（12)において、 SNRは受信電力と熱雑音の比である。また、 aと bは予め決 められた重み付け係数であり、係数 aと係数 bの比を変化させることにより、 SNRと BE Rに対する重要度を決めることができる。例えば、受信電力を重視する場合には aZb を大きくし、逆に誤り率 BERを重視する場合には aZbを小さくする。ここで、 SNRと B ERは正の実数であるので、係数 aと係数 bを正の実数とすることにより、評価関数値 y を正の実数とすることができる。
[0064] なお、評価関数値 yを最大化する方法としては、第 1のァダプティブ制御法の受信 電力の場合と同様である。また、受信電力は変化範囲が大きいために、 RSSI等、デ シベルで得られることが多い。また、誤り率 BERは例えば 0. 5から 10_6までの範囲を 評価する場合もあり、非常に変化幅が広い。そこで、上記式（12)を次式のようにデシ ベル表記で表すことにより、変化幅を狭くすることもできる。
[0065] [数 13]
y = a- 10-log (SNR)— b ' { 10'log (BER) } (13)
10 10
[0066] 上記第 1乃至第 3のァダプティブ制御法において、評価関数値 yを最大化する方法 としては、摂動法に限られるものではない。上記式（5)、式（9)、式（10)、式（11)の 右辺の逆数をとり、最小化する制御も可能である。この場合、式（12)と式（13)は右 辺の項をそれぞれ逆数にする。さらに、これら第 1乃至第 3のァダプティブ制御法の 選択方法としては、以下のように選択することが好ま 、。
(1)第 1のァダプティブ制御法は、受信電力が非常に小さい場合、例えば最小受信 感度に近い場合に、無線通信を確保するために受信電力を最優先にするときに選 択する。
(2)第 2のァダプティブ制御法は、受信電力に余裕がある場合に選択する。 (3)第 3のァダプティブ制御法は、通常のデータ通信や電話通信時に選択する。 さらに、上記のパラメータにおいて所定のしきい値を設けて切り替えることも可能で ある。これら第 1乃至第 3のァダプティブ制御法の選択処理については、図 6を参照し て詳細後述する。
[0067] 図 2は図 1のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 1の実 施形態に係る受信ァダプティブ制御処理を示すフローチャートである。
[0068] 図 2のステップ S1において、可変リアクタンス素子 12のリアクタンス値 Xを所定の初 期値 Xに設定される。この初期値 Xの設定は、好ましくは、通話が主目的の無線通
0 0
信システムの場合には通話時 (例えば、頭部近接時）にアンテナ装置の放射特性が 良くなるように定める。また、データ通信が主目的の無線システムの場合には、好まし くは、データ通信使用時 (例えば、胴体前方に手で保持、もしくは胴体から離れてい るため自由空間時）にアンテナ装置の放射特性が良くなるように定める。しかしながら
、本発明はこれに限らず、 X =0などの所定値を設定してもよい。次いで、ステップ S
0
2において AZD変換回路 5から各アンテナ素子 la, lbの受信データを取得し、ステ ップ S3にお 、て、取得された受信データに基づ!/、て受信ァダプティブ制御回路 2に おいて受信ァダプティブ制御すべき振幅量と移相量を計算する。そして、ステップ S4 にお 、て、計算された振幅量と移相量に基づ 、て受信ァダプティブ制御回路 2を制 御し、ステップ S5において復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定さ れた信号品位を取得する。次いで、ステップ S6において信号品位は所定のしきい値 以上（例えば、誤り率 BER> 10_5であり、以下同様である。）である力否かが判断さ れ、 YESのときはステップ S7に進む一方、 NOのときはステップ S8に進む。ステップ S7では、ステップ S4のァダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行し た後、ステップ S1に戻る。
[0069] ステップ S8において、受信電力レベル検出器 10からの受信電力又は判定器 9から の信号品位に基づいて、所定の評価関数 yが最大となる可変リアクタンス素子 12の 素子値 Xを所定のァダプティブ制御法を用いて計算して設定する。ここで、用いるァ ダブティブ制御法は、例えば、詳細後述する図 6のァダプティブ制御法の選択処理 により選択されたァダプティブ制御法を用いる。次いで、ステップ S9において復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定された信号品位を取得し、ステップ S1 0において信号品位は所定のしきい値以上である力否かが判断され、 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では、ステツ プ S8のァダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、ステップ S 1に戻る。
[0070] ところで、ァダプティブアンテナ装置が抑圧できる干渉波の数は、アンテナ素子数 力 1を引いた数であり、これよりも多い場合には全ての干渉波を抑圧することができ ない。しかしながら、第 1の実施形態に係る受信ァダプティブ制御処理により、例えば 、干渉波の数がアンテナの数よりも多い場合にも無給電素子 11に接続された可変リ ァクタンス素子 12のリアクタンス値を制御することにより抑圧することができる。また、 干渉波がな 、場合にぉ 、ても、所望波の受信電力が弱 、ために所望の信号品位が 得られな 、場合にも、無給電素子 11に接続された可変リアクタンス素子 12のリアクタ ンス値を制御することにより、所望波の信号電力を増加させ、信号品位を改善するこ とができる。以上のように、受信ァダプティブ制御回路 2内の可変利得増幅器 3a, 3b 及び移相器 4a, 4bの制御に加えて、無給電素子 11に接続された可変リアクタンス素 子 12のリアクタンス値を制御することにより、常に最良の信号品位を取得することが 可會 になる。
[0071] 以上説明したように、本実施形態によれば、受信ァダプティブ制御回路 2を用いて ァダプティブ制御して所定のしき 、値以上の信号品位を得ることができな 、ときは、 可変リアクタンス素子 12のリアクタンス値を変化させて適応制御するので、例えば移 動体無線システムにおいて用!、る比較的低 、周波数帯においても、より少な 、アン テナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号 を受信することができる。
[0072] 以上の第 1の実施形態において、 2本のアンテナ素子 la, lbと、 1本の無給電素子 11とを備えているが、本発明はこれに限らず、複数本のアンテナ素子と、少なくとも 1 本 (すなわち、 1本又は複数本)の無給電素子を備えてもょ ヽ。
[0073] 以上の第 1の実施形態にぉ 、て、受信ァダプティブ制御回路 2を用いてァダプティ ブ制御して所定のしき 、値以上の信号品位を得ることができな 、ときは、可変リアクタ ンス素子 12のリアクタンス値を変化させて適応制御している力 本発明はこれに限ら ず、リアクタンス制御を実行して所定のしき 、値以上の信号品位を得ることができな
V、ときは、受信ァダプティブ制御回路 2を用いてァダプティブ制御してもよ 、。
[0074] 以上の実施形態において、受信電力レベル検出器 10は、受信信号の受信電力レ ベルを検出している力 本発明はこれに限らず、信号電力レベル、信号電圧レベル などを含む信号レベルを検出してもよ 、。
[0075] 第 1の実施形態の第 1の変形例.
図 3乃至図 5は、図 1のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行され る第 1の実施形態の第 1の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理を示すフローチ ヤートである。
[0076] 図 3のステップ S21において、可変リアクタンス素子 12のリアクタンス値 Xを、図 2の ステップ S1と同様に、所定の初期値 Xに設定し、ステップ S22において、受信ァダ
0
プティブ制御回路 2において初期値の振幅量と移相量を設定する。次いで、ステップ S23において、受信電力レベル検出器 10からの受信電力又は判定器 9からの信号 品位に基づいて、所定の評価関数 yが最大となる可変リアクタンス素子 12の素子値 X を所定のァダプティブ制御法を用いて計算して設定する。そして、ステップ S24にお いて復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定された信号品位を取得し 、ステップ S25において信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、 Y ESのときはステップ S26に進む一方、 NOのときは図 4のステップ S27に進む。ステツ プ S26では、ステップ S23のァダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実 行した後、ステップ S21に戻る。
[0077] 図 4のステップ S27において、受信電力レベル検出器 10からの受信電力又は判定 器 9からの信号品位に基づ 、て、所定の評価関数 yが最大となる移相器 4aの移相量 を、所定のァダプティブ制御法を用いて計算して設定し、ステップ S28において復調 器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定された信号品位を取得する。そして 、ステップ S29において、信号品位は所定のしきい値以上である力否かが判断され、 YESのときはステップ S30に進む一方、 NOのときはステップ S31に進む。ステップ S 30では、ステップ S27のァダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行し た後、図 3のステップ S21に戻る。次いで、ステップ S31において、受信電力レベル 検出器 10からの受信電力又は判定器 9からの信号品位に基づいて、所定の評価関 数 yが最大となる移相器 4bの移相量を、所定のァダプティブ制御法を用いて計算し て設定し、ステップ S32において復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判 定された信号品位を取得する。そして、ステップ S33において信号品位は所定のしき い値以上であるか否かが判断され、 YESのときはステップ S34に進む一方、 NOのと きは図 5のステップ S35に進む。ステップ S34では、ステップ S31のァダプティブ制御 で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、図 3のステップ S21に戻る。
[0078] 次いで、図 5のステップ S35において、受信電力レベル検出器 10からの受信電力 又は判定器 9からの信号品位に基づ 、て、所定の評価関数 yが最大となる可変利得 増幅器 3aの振幅量を、所定のァダプティブ制御法を用いて計算して設定し、ステツ プ S36において復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定された信号品 位を取得する。そして、ステップ S37において、信号品位は所定のしきい値以上であ るか否かが判断され、 YESのときはステップ S38に進む一方、 NOのときはステップ S 39に進む。ステップ S38では、ステップ S35のァダプティブ制御で当該無線通信装 置の通信処理を実行した後、図 3のステップ S21に戻る。次いで、ステップ S39にお いて、受信電力レベル検出器 10からの受信電力又は判定器 9からの信号品位に基 づいて、所定の評価関数 yが最大となる可変利得増幅器 3bの振幅量を、所定のァダ プティブ制御法を用いて計算して設定し、ステップ S40にお 、て復調器 8により受信 信号を復調し、判定器 9により判定された信号品位を取得する。そして、ステップ S41 において、信号品位は所定のしきい値以上である力否かが判断され、 YESのときは ステップ S42に進む一方、 NOのときは図 3のステップ S21に戻る。ステップ S42では 、ステップ S39のァダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、 図 3のステップ S21に戻る。
[0079] 以上説明したように、第 1の実施形態の第 1の変形例によれば、可変リアクタンス素 子 12のリアクタンス値を変化させて適応制御したとき、所定のしきい値以上の信号品 位を得ることができないときは、受信ァダプティブ制御回路 2内の移相器 4a, 4bの各 移相量及び可変利得増幅器 3a, 3bの各振幅量を順次選択的に選択して最適値に 変更してァダプティブ制御し、それをまた繰り返すように制御したので、可変リアクタ ンス素子 12のみならず、各アンテナ素子 la, lbで受信された無線信号の振幅量と 移相量とを最適に設定することができる。それ故、例えば移動体無線システムにおい て用いる比較的低 、周波数帯にぉ 、ても、より少な 、アンテナ素子数で干渉波を抑 圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。
[0080] 第 1の実施形態の第 2の変形例.
図 6は図 1のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 1の実 施形態の第 2の変形例に係るァダプティブ制御法の選択処理を示すフローチャート である。当該ァダプティブ制御法の選択処理は、本明細書で開示された各受信ァダ プティブ制御処理に先立って、上述の 3つのァダプティブ制御法力 最適な 1つの方 法を選択するための処理である。なお、当該選択処理では、最小受信感度の受信電 力近傍であってその受信電力よりも所定のマージンだけ高く設定される第 1のしきい 値 Pthlと、最小受信感度の受信電力よりの十分に高く設定される (受信信号レベル が変動しても、無線通信に支障なく動作可能な受信電力である。）第 2のしきい値 Pt h2 ( >Pthl)とを用!ヽる。
[0081] 図 6のステップ S 101において、 AZD変換回路 5からの各受信信号の最大受信電 力 Pr を取得し、ステップ S102において Pr く Pthlであるか否かが判断され、 Y max max
ESのときはステップ S103に進む一方、 NOのときはステップ S104に進む。ステップ S 103では、確実に無線通信を実行するために、第 1のァダプティブ制御法を選択し 、当該選択処理を終了する。次いで、ステップ S 104において Pthl≤Pr < Pth2
max であるか否かが判断され、 YESのときはステップ S105に進む一方、 NOのときはステ ップ S 106に進む。ステップ S 105では、ある程度の受信電力で無線信号を受信して 余裕があるので、第 2のァダプティブ制御法を選択し、当該選択処理を終了する。ス テツプ S106では、ほとんど最大の受信電力の無線信号を受信しているので、ほとん ど問題なく通常の高速通信などを実行できるので、第 3のァダプティブ制御法を選択 し、当該選択処理を終了する。
[0082] 以上説明したように、第 1の実施形態の第 2の変形例に係るァダプティブ制御法の 選択処理によれば、受信電力に依存して最適なァダプティブ制御法を選択すること ができる。
[0083] 第 2の実施形態.
図 7は本発明の第 2の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すプロ ック図である。第 2の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置は、図 7に示すように 、図 1の第 1の実施形態に比較して、以下の点が異なる。
(1)受信ァダプティブ制御回路 2において、可変リアクタンス素子 12を除外し、受信 ァダプティブ制御回路 2と復調器 8とにより、例えば携帯電話機のための第 1の無線 受信回路 52aを備える。
(2)無給電素子又はアンテナ素子として動作する素子 11に接続されるスィッチ SW1 と、可変リアクタンス素子 12と、復調器 8bとを備え、例えばテレビジョン受像機のため の第 2の無線受信回路 52bを備える。
(3)コントローラ 6は、第 1の無線受信回路 52a内の受信ァダプティブ制御回路 2の可 変利得増幅器 3a, 3b及び移相器 4a, 4bを適応制御するとともに、第 2の無線受信 回路 52b内の可変リアクタンス素子 12のリアクタンス値を適応制御する。
[0084] 以下、上記の相違点について詳述する。図 7において、素子 11により受信された無 線信号は、スィッチ SW1の接点 a側及び可変リアクタンス素子 12を介して接地される とともに、スィッチ SW1の接点 b側を介して復調器 8bに入力される。復調器 8bは、入 力される無線信号を所定のディジタル復調方法を用いて復調して、出力端子 T2を介 して出力する。
[0085] 以上のように構成されたァダプティブアンテナ装置において、第 1の無線受信回路 52aを用いて無線信号を受信するときは、スィッチ SW1を接点 a側に切り換える。この とき、無給電素子 11に接続された可変リアクタンス素子 12の素子値をリアクタンス制 御することができ、第 1の実施形態と同様の動作となる。一方、第 2の無線受信回路 5 2bを用いて無線信号を受信するときは (アンテナ素子 la, lbを用いて受信信号を受 信しないとき）、スィッチ SW1を接点 b側に切り換える。このとき、無給電素子 11はァ ンテナ素子となり、当該アンテナ素子により受信された無線信号はスィッチ SW1の接 点 b側を介して復調器 8bに入力され、復調器 8bは、入力される無線信号を所定のデ イジタル復調方法を用いて復調して、復調後のベースバンド信号を出力端子 T2を介 して出力する。
[0086] 以上説明したように、第 2の実施形態によれば、小型な移動体無線通信端末装置 において、互いに異なる無線通信システムのための無線受信回路 52a, 52bを選択 的に切り換えて、効率よく適応制御できる無線通信装置を実現できる。
[0087] 第 3の実施形態.
図 8は本発明の第 3の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すプロ ック図である。第 3の実施形態は、図 8に示すように、図 1の第 1の実施形態に比較し て、以下の点が異なる。
(1)受信ァダプティブ制御回路 2は、 3つのアンテナ素子 la, lb, lcにそれぞれ接続 された 3つのスィッチ SW11, SW12, SW13からなるスィッチ回路 13と、各スィッチ S Wl l, SW12, SW13の接点 a側にそれぞれ接続された 3つの可変リアクタンス素子 12a, 12b, 12cと、各スィッチ SW11, SW12, SW13の接点、 bftljにそれぞれ接続さ れた 3組の可変利得増幅器及び移相器（3a, 4a) (3b, 4b) (3c, 4c)とを備える。以 下、上記相違点について以下に詳述する。
[0088] 図 8において、アンテナ素子 laにより受信された無線信号は、スィッチ SW11の接 点 a側及び可変リアクタンス素子 12aを介して接地されるとともに、スィッチ SW11の 接点 b側、可変利得増幅器 3a及び移相器 4aを介して信号合成器 7に入力される。ま た、アンテナ素子 lbにより受信された無線信号は、スィッチ SW12の接点 a側及び可 変リアクタンス素子 12bを介して接地されるとともに、スィッチ SW12の接点 b側、可変 利得増幅器 3b及び移相器 4bを介して信号合成器 7に入力される。さらに、アンテナ 素子 lcにより受信された無線信号は、スィッチ SW13の接点 a側及び可変リアクタン ス素子 12cを介して接地されるとともに、スィッチ SW13の接点 b側、可変利得増幅器 3c及び移相器 4cを介して信号合成器 7に入力される。なお、スィッチ SW11, SW12 , SW13はさらにそれぞれ、 AZD変換回路 5において受信信号を AZD変換すると きに各アンテナ素子 la, lb, lcと AZD変換回路 5の入力端との間でインピーダンス 整合できるように、開放端子の接点 cを有する。ここで、コントローラ 6は、受信ァダプ ティブ制御回路 2内のスィッチ SW11, SW12, SW13の切り換え、 3組の可変利得 増幅器及び移相器（3a, 4a) (3b, 4b) (3c, 4c)の振幅量及び移相量を、以下に詳 述するように適応制御する。
[0089] 図 9及び図 10は図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行され る第 3の実施形態に係る受信ァダプティブ制御処理を示すフローチャートである。
[0090] 図 9のステップ S51において、まず、スィッチ SW11を接点 c側に切り換え、スィッチ SW12を接点 c側に切り換え、スィッチ SW13を接点 c側に切り換える。また、各可変 リアクタンス素子 12a, 12b, 12cの各リアクタンス値 X (i= l, 2, 3)にはそれぞれ、第 1の実施形態と同様に予め決められた初期値 Xが初期設定される。次いで、ステツ
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プ S52において、受信ァダプティブ制御回路 2内の可変利得増幅器 3a, 3b, 3cの各 振幅量を初期値 1に設定し、移相器 4a, 4b, 4cの各移相量を初期値 0に設定した後 、ステップ S53において、 AZD変換回路 5から各アンテナ素子 la, lb, lcにより受 信された受信信号の受信電力レベルを検出する。そして、ステップ S54において、最 大の受信電力レベルを有する受信信号を受信した 1本のアンテナ素子を選択し、ス テツプ S55において、選択されたアンテナ素子に接続されたスィッチ（SWl l, SW1 2, SW13のうちの 1つ）を接点 b側に切り換え、未選択の 2本のアンテナ素子にそれ ぞれ接続された 2つのスィッチを接点 a側に切り換える。また、ステップ S56において 、復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定された信号品質を取得し、ス テツプ S57において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、 YE Sのときはステップ S58に進む一方、 NOのときはステップ S59に進む。ステップ S58 では、ステップ S56の状態で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、ステップ S51に戻る。
[0091] 次いで、ステップ S59において、最大の受信電力レベルを有する受信信号を受信 した 1本のアンテナ素子と、 2番目の受信電力レベルを有する受信信号を受信した 1 本のアンテナ素子とを選択し、ステップ S60において、選択された 2本のアンテナ素 子に接続されたスィッチ（SWl l, SW12, SW13のうちの 2つ）を接点 c側に切り換え 、未選択の 1本のアンテナ素子に接続された 1つのスィッチを接点 a側に切り換える。 そして、ステップ S61において、 AZD変換回路 5から、上記選択された 2本の各アン テナ素子により受信された受信信号の受信データを取得し、ステップ S62において、 上記選択された 2本のアンテナ素子に接続された 2つのスィッチを接点 b側に切り換 えた後、取得された受信データに基づ 、て受信ァダプティブ制御回路 2にお 、て受 信ァダプティブ制御すべき振幅量と移相量を計算し、計算された振幅量と移相量に 基づいて、受信ァダプティブ制御回路 2を制御する。さらに、ステップ S63において、 復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定された信号品質を取得し、ステ ップ S64において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、 YES のときはステップ S65に進む一方、 NOのときは図 10のステップ S66に進む。ステツ プ S65では、ステップ S63の状態で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、ス テツプ S51〖こ戻る。
[0092] 図 10のステップ S66では、受信電力レベル検出器 10からの受信電力又は判定器 9からの信号品位に基づいて、所定の評価関数 yが最大となる、選択されな力つた 1 本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子（12a, 12b, 12cのうちの 1つ） の素子値 Xを、所定のァダプティブ制御法を用いて計算して設定した後、ステップ S 67において、復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定された信号品質 を取得する。ここで、可変リアクタンス素子の素子値 Xをリアクタンス制御することによ り、よりよいァダプティブアンテナ装置の放射パターンを得ることができる。そして、ス テツプ S68において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、 YE Sのときはステップ S69に進む一方、 NOのときはステップ S70に進む。ステップ S69 では、ステップ S66のァダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した 後、図 9のステップ S51に戻る。ステップ S70では、図 11の 3本のアンテナ素子を用 V、た受信ァダプティブ処理を実行した後、図 9のステップ S 51に戻る。
[0093] 図 11は図 10のサブルーチンである 3本のアンテナ素子を用いた受信ァダプティブ 処理 (ステップ S70)を示すフローチャートである。
[0094] 図 11のステップ S71において、 3本のアンテナ素子 la, lb, lcにそれぞれ接続さ れたスィッチ SWl l, SW12, SW13を接^ i f則【こ切り換えた後、ステップ S72【こお!ヽ て、 AZD変換回路 5から各アンテナ素子 la, lb, lcの受信データを取得する。次 いで、ステップ S73において、 3本のアンテナ素子 la, lb, lcにそれぞれ接続された スィッチ SWl l, SW12, SW13を接点 b側に切り換えた後、取得された受信データ に基づ!/、て受信ァダプティブ制御回路 2にお 、て受信ァダプティブ制御すべき振幅 量と移相量を計算し、計算された振幅量と移相量に基づいて、受信ァダプティブ制 御回路 2を制御し、ステップ S 74にお 、てステップ S73のァダプティブ制御で当該無 線通信装置の通信処理を実行した後、元のメインルーチンに戻る。
[0095] 以上説明したように、第 3の実施形態によれば、 3本のアンテナ素子 la, lb, lcのう ち、各アンテナ素子 la, lb, lcで受信された受信電力レベルのうち最大の受信電力 レベルの受信信号を受信した 1本のアンテナ素子で受信したときの信号品位が所定 のしきい値以上でなぐまた、最大と 2番目の受信電力レベルの受信信号を受信した 2本のアンテナ素子で受信したときの信号品位が所定のしきい値以上でなく所望の 信号品位を得ることができないときは、可変リアクタンス素子 12のリアクタンス値を変 化させて適応制御することにより、よりよい放射パターンを得ることができる。また、当 該可変リアクタンス素子 12のリアクタンス値の適応制御で所望の信号品位を得ること ができないときは、 3本のアンテナ素子 la, lb, lcを用いて受信ァダプティブ処理を 実行するので、例えば移動体無線システムにお 、て用いる比較的低 、周波数帯に おいても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信 号品位を有する無線信号を受信することができる。
[0096] 第 3の実施形態の第 1の変形例.
図 12乃至図 14は図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行さ れる第 3の実施形態の第 1の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理を示すフロー チャートである。第 3の実施形態の第 1の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理は 、図 9及び図 10の受信ァダプティブ制御処理に比較して、以下の点が異なる。
(1)ステップ S57の NOの場合と、ステップ S59との間に、ステップ S81からステップ S 91までの処理を挿入した。以下、上記相違点について詳述する。
[0097] 図 12のステップ S57で NOであるときは、ステップ S81において、受信電力レベル 検出器 10からの受信電力又は判定器 9からの信号品位に基づいて、所定の評価関 数 yが最大となる、選択されな力つた 2本のアンテナ素子のうちの 1本のアンテナ素子 に接続された可変リアクタンス素子（12a, 12b, 12cのうちの 1つ）の素子値 Xを、所 定のァダプティブ制御法を用いて計算して設定する。次いで、ステップ S82において 復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定された信号品質を取得し、ステ ップ S83において信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、 YESの ときはステップ S84に進む一方、 NOのときは図 13のステップ S85に進む。ステップ S 84では、ステップ S81のァダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行し た後、ステップ S 51に戻る。
[0098] 図 13のステップ S85では、受信電力レベル検出器 10からの受信電力又は判定器 9からの信号品位に基づいて、所定の評価関数 yが最大となる、選択されな力つた 2 本のアンテナ素子のうちの残りの 1本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス 素子（12a, 12b, 12cのうちの 1つ）の素子値 Xを、所定のァダプティブ制御法を用 k
いて計算して設定した後、ステップ S86において、復調器 8により受信信号を復調し 、判定器 9により判定された信号品質を取得する。そして、ステップ S87において、信 号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、 YESのときはステップ S88 に進む一方、 NOのときはステップ S89に進む。ステップ S88では、ステップ S85のァ ダブティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、図 12のステップ S 5 1に戻る。
[0099] ステップ S89において、スィッチ SW11を接点 c側に切り換え、スィッチ SW12を接 点 c側に切り換え、スィッチ SW13を接点 c側に切り換える。また、各可変リアクタンス 素子 12a, 12b, 12cの各リアクタンス値 Xにはそれぞれ、第 1の実施形態と同様に予 め決められた初期値 Xが初期設定される。次いで、ステップ S 90において、受信ァダ
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プティブ制御回路 2内の可変利得増幅器 3a, 3b, 3cの各振幅量を初期値 1に設定 し、移相器 4a, 4b, 4cの各移相量を初期値 0に設定する。そして、ステップ S91にお いて、 AZD変換回路 5から各アンテナ素子 la, lb, lcにより受信された受信信号の 受信電力レベルを検出し、ステップ S59に進む。当該ステップ S59以降の処理は、 第 3の実施形態と同様である。
[0100] 以上説明したように、第 3の実施形態の第 1の変形例によれば、第 3の実施形態の 作用効果に加えて、 3本のアンテナ素子 la, lb, lcのうち、各アンテナ素子 la, lb, lcで受信された受信電力レベルのうち最大の受信電力レベルの受信信号を受信し た 1本のアンテナ素子で受信したときの信号品位が所望の信号品位が得られないと きに、選択されな力つた 2本のアンテナ素子のうちの 1本のアンテナ素子に接続され た可変リアクタンス素子の素子値 Xをリアクタンス制御し、このときの信号品位が所望 の信号品位が得られないときに、さらに残りの 1本の 1本のアンテナ素子に接続され た可変リアクタンス素子の素子値 Xをリアクタンス制御する。従って、第 3の実施形態 に比較して、リアクタンス制御を併用することにより、よりよいァダプティブアンテナ装 置の放射パターンを得ることができ、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較 的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することが でき、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。
[0101] 第 3の実施形態の第 2の変形例.
図 15及び図 16は図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行さ れる第 3の実施形態の第 2の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理を示すフロー チャートである。第 3の実施形態の第 2の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理は 、図 9及び図 10の受信ァダプティブ制御処理に比較して、以下の点が異なる。
(1)ステップ S53及び S54に代えて、ステップ S53A, S54Aを実行する。
(2)ステップ S59に代えて、ステップ S59A, S59Bを実行する。
以下、上記相違点について詳述する。
[0102] 図 15のステップ S52の処理を実行した後、ステップ S53Aにおいて、 3つのスィッチ SW11, SW12, SW13のうち 1つのスィッチのみを接点 b側に選択的に順次切り換 える（他のスィッチは接点 a側に切り換える）ことにより、 3本のアンテナ素子 la, lb, 1 cのうちの各 1本のアンテナ素子を選択して、選択した 1本のアンテナ素子で受信信 号を受信する各場合において、復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判 定された信号品質を取得する。次いで、ステップ S54Aにおいて、最大の信号品質を 有する受信信号を受信した 1本のアンテナ素子を選択した後、ステップ S55に進む。
[0103] 図 15のステップ S57で NOであるときは、 S59Aにおいて、 3つのスィッチ SW11, S W12, SW13のうち 1つのスィッチのみを接点 b側に選択的に順次切り換える（他の スィッチは接点 a側に切り換える）ことにより、 3本のアンテナ素子 la, lb, lcのうちの 各 1本のアンテナ素子を選択して、選択した 1本のアンテナ素子で受信信号を受信 する各場合において、復調器 8により受信信号を復調し、判定器 9により判定された 信号品質を取得する。次いで、ステップ S59Bにおいて、最大の信号品質を有する 受信信号を受信した 1本のアンテナ素子と、 2番目の信号品質を有する受信信号を 受信した 1本のアンテナ素子とを選択した後、ステップ S60に進む。
[0104] 以上説明したように、第 3の実施形態の第 2の変形例によれば、 3本のアンテナ素 子 la, lb, lcのうちの最大の信号品位の受信信号を受信できる 1本のアンテナ素子 を選択して受信信号を受信し、所望の信号品位が得られないときに、最大の信号品 位の受信信号と 2番目の信号品位の受信信号とをそれぞれ受信できる 2本のアンテ ナ素子を選択して受信信号を受信するように適応制御する。従って、例えば移動体 無線システムにおいて用!、る比較的低 、周波数帯においても、より少な 、アンテナ 素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受 信することができる。
[0105] 第 3の実施形態の第 3の変形例.
図 17乃至図 19は図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行さ れる第 3の実施形態の第 3の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理を示すフロー チャートである。第 3の実施形態の第 3の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理は 、第 3の実施形態の第 1の変形例と、第 3の実施形態の第 2の変形例との組み合わせ であって、図 12乃至図 14の第 3の実施形態の第 1の変形例に比較して、以下の点が 異なる。
(1)図 12のステップ S53, S54に代えて、図 15のステップ S53A, S54Aを実行する
(2)図 13のステップ S89乃至 S91及び S59に代えて、図 15のステップ S59A, S59 Bを実行する。
[0106] 以上の第 3の実施形態の第 3の変形例では、 3本のアンテナ素子 la, lb, lcのうち の最大の信号品位の受信信号を受信できる 1本のアンテナ素子を選択して受信信号 を受信し、所望の信号品位が得られないときに、選択されな力つた 2本のアンテナ素 子のうちの 1本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子の素子値 Xをリアク タンス制御し、このとき所望の信号品位が得られないときに、残りの 1本のアンテナ素 子に接続された可変リアクタンス素子の素子値 Xをリアクタンス制御し、このとき所望 の信号品位が得られないときに、 3本のアンテナ素子 la, lb, lcのうちの最大の信 号品位の受信信号を受信できる 1本のアンテナ素子を選択して受信信号を受信する 処理に移行する。従って、最大の信号品位の受信信号を受信できる 1本のアンテナ 素子を選択して受信信号を受信し、所望の信号品位が得られないときに、よりより放 射パターンを得るようにリアクタンス制御するので、例えば移動体無線システムにお
V、て用いる比較的低 、周波数帯にぉ 、ても、より少な 、アンテナ素子数で干渉波を 抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる
[0107] 第 3の実施形態の第 4の変形例.
図 20は図 8のァダプティブアンテナ装置のコントローラ 6によって実行される第 3の 実施形態の第 4の変形例に係る受信ァダプティブ制御処理の選択処理を示すフロー チャートである。当該選択処理は、第 3の実施形態及びその各変形例に係る受信ァ ダブティブ制御処理の!/、ずれを選択するかを決定するための処理であり、受信ァダ プティブ制御処理に先だって実行される。なお、図 20において、高速制御時とは、音 声以外の例えば映像などの大容量データをコントローラが処理している場合、コント ローラの制御時間に余裕がない場合をいう。また、低速制御時とは、音声などの小容 量データをコントローラが処理している場合、コントローラの制御時間に余裕がある場 合をいう。さらに、しきい値 Pthlは、図 6の場合と同様で、最小受信感度の受信電力 近傍であってその受信電力よりも所定のマージンだけ高く設定される第 1のしきい値 をいう。
[0108] 図 20のステップ S 201にお 、て、 AZD変換回路 5からの各受信信号の最大受信 電力 Pr を取得し、ステップ S202において Pr < Pthlかつ高速制御時であるか max max
否かが判断され、 YESのときはステップ S203に進む一方、 NOのときはステップ S20 4に進む。ステップ S 203では、図 9〜図 10の受信ァダプティブ処理を選択して実行 し、当該選択処理を終了する。次いで、ステップ S 204において、 Pr く Pthlかつ
max
低速制御時であるか否かが判断され、 YESのときはステップ S205に進む一方、 NO のときはステップ S 206に進む。ステップ S205では、図 12〜図 14の受信ァダプティ ブ処理を選択して実行し、当該選択処理を終了する。さらに、ステップ S206におい て Pr ≥Pthlかつ高速制御時である力否かが判断され、 YESのときはステップ S2 07に進む一方、 NOのときはステップ S208に進む。ステップ S207では、図 15〜図 1 6の受信ァダプティブ処理を選択して実行し、当該選択処理を終了する。また、ステ ップ S 208では、図 17〜図 19の受信ァダプティブ処理を選択して実行し、当該選択 処理を終了する。
[0109] 図 20の選択処理を実行することにより、最大受信電力やコントローラの制御時間の 余裕度 (すなわち、高速制御時か、低速制御時か;さらには、使用する回路規模を限 定する場合は、電源容量又は使用する電流容量の余裕度も関連する。 )に依存して 、第 3の実施形態及びその各変形例に係る受信ァダプティブ制御処理を適切に選択 することができる。
[0110] 第 3の実施形態とその各変形例について.
第 3の実施形態とその各変形例においては、 3本のアンテナ素子 la, lb, lcを備 えているが、本発明はこれに限らず、 2本のアンテナ素子又は 4本以上のアンテナ素 子を備えてもよい。また、各アンテナ素子 la, lb, lcにそれぞれ対応するように、スィ ツチ SW11, SW12, SW13を介した、 3組の受信ァダプティブ制御器（1組の受信ァ ダブティブ制御器は可変利得増幅器と移相器とからなる。 )と、可変リアクタンス素子 12a, 12b, 12cとを設けている力 本発明はこれに限らず、各アンテナ素子 la, lb, lcの少なくとも一部に対応するように、 3組の受信ァダプティブ制御器（1組の受信ァ ダブティブ制御器は可変利得増幅器と移相器とからなる。 )と、可変リアクタンス素子 12a, 12b, 12cとを設けてもよい。すなわち、少なくとも一部のアンテナ素子をスイツ チを介さず受信ァダプティブ制御器又は可変リアクタンス素子に直接に接続してもよ い。
[0111] 以上のように構成することにより、指向性ァダプティブ制御に使用するアンテナ素子 を使用状況に応じて選択することが可能になる。例えば、安定した高速通信が必要 な場合や、複数の異なった干渉波が到来するような環境で、制御時間や電源容量に 余裕のある場合は 3本のアンテナ素子を指向性ァダプティブ制御に使用する。これ は、指向性ァダプティブ制御では、使用するアンテナ素子の本数分の無線通信回路 が必要となるために電力の消費量が多いためである。また、その他の場合では、 2本 のアンテナ素子を選択する場合や、制御時間や電源容量に余裕がない場合には 1 本のアンテナ素子を選択し、残りの 2つを無給電素子に接続することも可能である。 また、 1本又は 2本のアンテナ素子を使用する場合には、アンテナ素子の選択も重要 になってくる。例えば、 2本のアンテナ素子を選択する場合において、アンテナ素子 間隔が一番離れたものを選択することによりアンテナ素子間の相関が低くなり、より高 い信号品位が得られる。
[0112] 第 4の実施形態.
図 21は本発明の第 4の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すブ ロック図である。第 4の実施形態は、第 1の実施形態の装置回路の一部をディジタル 化したものであり、図 1の第 1の実施形態に比較して、以下の点が異なる。
(1) AZD変換回路 5を、アンテナ素子 la, lbと、受信ァダプティブ制御回路 2との間 に挿人した。
(2)受信ァダプティブ制御回路 2内の回路のうち、可変利得増幅器 3a, 3b及び移相 器 4a, 4bをそれぞれディジタルィ匕し、可変利得増幅器 53a, 53b及び移相器 54a, 5 4bとした。
以下、上記相違点について詳述する。
[0113] 図 21において、アンテナ素子 laで受信された無線信号は AZD変換回路 5内の A ZD変 によりディジタル無線信号に AZD変換された後、コントローラ 6に出力さ れるとともに、受信ァダプティブ制御回路 2内の可変利得増幅器 53a及び移相器 54a を介して信号合成器 7に出力される。また、アンテナ素子 lbで受信された無線信号 は AZD変換回路 5内の AZD変 によりディジタル無線信号に AZD変換された 後、コントローラ 6に出力されるとともに、受信ァダプティブ制御回路 2内の可変利得 増幅器 53b及び移相器 54bを介して信号合成器 7に出力される。
[0114] 以上のように構成された第 4の実施形態によれば、 AZD変換回路 5によりディジタ ルイ匕されたディジタル無線信号に対して指向性ァダプティブ制御を行うことができ、 受信された無線信号に対して、第 1の実施形態と同様に適応制御できる。例えば、受 信ァダプティブ制御回路 2内の回路のうち、可変利得増幅器 53a, 53b及び移相器 5 4a, 54b並びに加算器 7の各処理をディジタル計算機のソフトウェア処理で実行して もよい。これにより、信号処理を高速化でき、消費電力を軽減できる。 [0115] 第 5の実施形態.
図 22は本発明の第 5の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すブ ロック図である。第 5の実施形態は、第 2の実施形態の装置回路の一部をディジタル 化したものであり、図 7の第 2の実施形態に比較して、以下の点が異なる。
(1) AZD変換回路 5を、アンテナ素子 la, lbと、受信ァダプティブ制御回路 2との間 に挿人した。
(2)受信ァダプティブ制御回路 2内の回路のうち、可変利得増幅器 3a, 3b及び移相 器 4a, 4bをそれぞれディジタルィ匕し、可変利得増幅器 53a, 53b及び移相器 54a, 5 4bとし、受信ァダプティブ制御回路 2aを構成した。
以下、上記相違点について詳述する。
[0116] 図 22において、アンテナ素子 laで受信された無線信号は AZD変換回路 5内の A ZD変 によりディジタル無線信号に AZD変換された後、コントローラ 6に出力さ れるとともに、受信ァダプティブ制御回路 2a内の可変利得増幅器 53a及び移相器 54 aを介して信号合成器 7に出力される。また、アンテナ素子 lbで受信された無線信号 は AZD変換回路 5内の AZD変 によりディジタル無線信号に AZD変換された 後、コントローラ 6に出力されるとともに、受信ァダプティブ制御回路 2a内の可変利得 増幅器 53b及び移相器 54bを介して信号合成器 7に出力される。
[0117] 以上のように構成された第 5の実施形態によれば、 AZD変換回路 5によりディジタ ルイ匕されたディジタル無線信号に対して指向性ァダプティブ制御を行うことができ、 受信された無線信号に対して、第 2の実施形態と同様に適応制御できる。例えば、受 信ァダプティブ制御回路 2a内の回路のうち、可変利得増幅器 53a, 53b及び移相器 54a, 54b並びに加算器 7の各処理をディジタル計算機のソフトウェア処理で実行し てもよい。これにより、信号処理を高速化でき、消費電力を軽減できる。
[0118] 第 6の実施形態.
図 23は本発明の第 6の実施形態に係るァダプティブアンテナ装置の構成を示すブ ロック図である。第 6の実施形態は、第 3の実施形態の装置回路の一部をディジタル 化したものであり、図 8の第 3の実施形態に比較して、以下の点が異なる。
(l)AZD変換回路 5を、アンテナ素子 la, lb, lcと、受信ァダプティブ制御回路 2と の間に挿入した。
(2)受信ァダプティブ制御回路 2内の回路のうち、可変利得増幅器 3a, 3b, 3c及び 移相器 4a, 4b, 4cをそれぞれディジタルィ匕し、可変利得増幅器 53a, 53b, 53c及 び移相器 54a, 54b, 54cとした。
以下、上記相違点について詳述する
[0119] 図 23において、アンテナ素子 laで受信された無線信号はスィッチ SW11の接点 b 側を介して AZD変換回路 5内の AZD変換器に入力され、当該 AZD変換器は入 力された無線信号をディジタル無線信号に AZD変換した後、コントローラ 6に出力 するとともに、受信ァダプティブ制御回路 2a内の可変利得増幅器 53a及び移相器 54 aを介して信号合成器 7に出力する。また、アンテナ素子 lbで受信された無線信号は スィッチ SW12の接点 b側を介して AZD変換回路 5内の AZD変換器に入力され、 当該 AZD変 は入力された無線信号をディジタル無線信号に AZD変換した後 、コントローラ 6に出力するとともに、受信ァダプティブ制御回路 2a内の可変利得増幅 器 53b及び移相器 54bを介して信号合成器 7に出力する。さらに、アンテナ素子 lc で受信された無線信号はスィッチ SW13の接点 b側を介して AZD変換回路 5内の A ZD変 に入力され、当該 AZD変 は入力された無線信号をディジタル無線 信号に AZD変換した後、コントローラ 6に出力するとともに、受信ァダプティブ制御 回路 2a内の可変利得増幅器 53c及び移相器 54cを介して信号合成器 7に出力する
[0120] 以上のように構成された第 6の実施形態によれば、 AZD変換回路 5によりディジタ ルイ匕されたディジタル無線信号に対して指向性ァダプティブ制御を行うことができ、 受信された無線信号に対して、第 3の実施形態と同様に適応制御できる。例えば、受 信ァダプティブ制御回路 2a内の回路のうち、可変利得増幅器 53a, 53b及び移相器 54a, 54b並びに加算器 7の各処理をディジタル計算機のソフトウェア処理で実行し てもよい。これにより、信号処理を高速化でき、消費電力を軽減できる。
[0121] 別の変形例.
図 24は別の変形例に係る、可変容量ダイオード 55により構成された可変リアクタン ス素子 12, 12a, 12b, 12cを示す回路図である。上記の実施形態及びその変形例 において、可変リアクタンス素子 12, 12a, 12b, 12cをそれぞれ図 24の可変容量ダ ィオード 55で構成し、それに印加する逆バイアス電圧を変化することによりリアクタン ス値を変化させてもよい。
[0122] 図 25は另 Uの変形 f列に係る、 4偶のリアクタンス素子 56a, 56b, 56c, 56dと、これら のリアクタンス素子 56a, 56b, 56c, 56dを選択的【こ切り換免るスィッチ SW31と【こよ り構成された可変リアクタンス素子 12, 12a, 12b, 12cを示す回路図である。上記の 実施形態及びその変形例において、可変リアクタンス素子 12, 12a, 12b, 12cをそ れぞれ、図 25に示すように、 4個のリアクタンス素子 56a, 56b, 56c, 56dと、これら のリアクタンス素子 56a, 56b, 56c, 56dを選択的【こ切り換免るスィッチ SW31と【こよ り構成してもよい。ここで、リアクタンス素子 56a, 56b, 56c, 56dは、例えば、それぞ れ固定された素子値を有するキャパシタ、インダクタなどの受動素子、又は可変容量 ダイオードなどの能動素子である。なお、リアクタンス素子の個数は 4個に限定されず 、複数個であってもよい。
[0123] 以上の実施形態においては、信号品位は判定器 9から出力される、例えばビット誤 り率 BERである力 本発明はこれに限らず、受信電力レベル検出器 10からの受信電 カレベルなどの信号レベルや信号品質尺度を信号品位として用いてもょ 、。
産業上の利用可能性
[0124] 以上詳述したように、本発明に係るァダプティブアンテナ装置及びそれを用いた無 線通信装置によれば、上記第 1の適応制御処理と、上記第 2の適応制御処理とのう ちの一方の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしき 、値以 上であるとき、所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記し きい値以上でないとき、他方の適応制御処理を実行するように制御する。もしくは、上 記複数のアンテナ素子のうちの一部を用いて、上記検出された各受信信号の信号レ ベルに基づいて、上記第 1の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所 定のしきい値以上であるとき所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号 品位が所定のしき 、値以上でな!、とき上記第 1の適応制御処理にお!、て用いたアン テナ素子以外のアンテナ素子を用いて上記第 2の適応制御処理を実行するように制 御する。それ故、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯に おいても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信 号品位を有する無線信号を受信することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数のアンテナ素子と、
可変リアクタンス素子が接続された少なくとも 1本の無給電素子と、
上記複数のアンテナ素子により受信された各受信信号に対してァダプティブ制御し て、上記ァダプティブ制御後の各受信信号を合成受信信号として出力する第 1の適 応制御処理を実行するァダプティブ制御手段と、
上記無給電素子に接続された可変リアクタンス素子の素子値をリアクタンス制御す る第 2の適応制御処理を実行するリアクタンス制御手段と、
上記合成受信信号の信号品位を検出する信号品位検出手段と、
上記第 1の適応制御処理と、上記第 2の適応制御処理とのうちの一方の適応制御 処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき、所定の 通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき 、他方の適応制御処理を実行するように制御する装置制御手段とを備えたことを特 徴とするァダプティブアンテナ装置。
[2] 上記複数のアンテナ素子により無線信号を受信しないとき、上記無給電素子から 上記可変リアクタンス素子を切り離し、上記無給電素子により受信された受信信号を 受信する別の受信手段をさらに備えたことを特徴とする請求項 1記載のァダプティブ アンテナ装置。
[3] 上記装置制御手段は、上記第 1の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品 位が所定のしきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された 信号品位が所定のしき!/、値以上でな!、とき上記第 2の適応制御処理を実行するよう に制御することを特徴とする請求項 1又は 2記載のァダプティブアンテナ装置。
[4] 上記装置制御手段は、上記第 2の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品 位が所定のしきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された 信号品位が所定のしきい値以上でないとき上記第 1の適応制御処理を実行するよう に制御することを特徴とする請求項 1又は 2記載のァダプティブアンテナ装置。
[5] 上記第 2の適応制御処理は互いに異なる複数のァダプティブ制御法を用いた適応 制御処理を含み、 上記装置制御手段は、上記各アンテナ素子によりそれぞれ受信された各受信信号 の最大受信電力に基づ 、て、上記複数のァダプティブ制御法を用いた適応制御処 理のうちの 1つを選択して実行することを特徴とする請求項 1乃至 4のうちのいずれか 1つに記載のァダプティブアンテナ装置。
[6] 上記第 2の適応制御処理は、
(1)信号対雑音比を含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタン ス素子の素子値を制御する第 1のァダプティブ制御法と、
(2)ビット誤り率を含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタンス素 子の素子値を制御する第 2のァダプティブ制御法と、
(3)信号対雑音比とビット誤り率とを含む評価関数を最大又は最小になるように上記 可変リアクタンス素子の素子値を制御する第 3のァダプティブ制御法と
を含み、
上記装置制御手段は、上記最大受信電力が所定の第 1のしきい値未満であるとき 、上記第 1のァダプティブ制御法を用いて上記第 2の適応制御処理を実行し、上記 最大受信電力が上記第 1のしきい値以上でかつ上記第 1のしきい値よりも大きい所定 の第 2のしき 、値未満であるとき、上記第 2のァダプティブ制御法を用いて上記第 2の 適応制御処理を実行し、上記最大受信電力が上記第 2のしきい値以上であるとき、 上記第 3のァダプティブ制御法を用いて上記第 2の適応制御処理を実行することを 特徴とする請求項 5記載のァダプティブアンテナ装置。
[7] 複数のアンテナ素子と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部に対応して設けられる複数の可変リアク タンス素子と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部に対応して設けられる複数の受信ァダ プティブ制御器と、
上記各アンテナ素子をそれぞれ、上記対応する各可変リアクタンス素子と上記各対 応する受信ァダプティブ制御器のうちの一方に選択的に接続するように切り換えるス イッチ手段と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部により上記スィッチ手段を介して受信さ れた各受信信号に対してァダプティブ制御して、上記ァダプティブ制御後の各受信 信号を合成受信信号として出力する第 1の適応制御処理を実行するァダプティブ制 御手段と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部に上記スィッチ手段を介して接続された 上記各可変リアクタンス素子の素子値をリアクタンス制御する第 2の適応制御処理を 実行するリアクタンス制御手段と、
上記合成受信信号の信号品位である信号品位を検出する信号品位検出手段と、 上記各アンテナ素子により受信された各受信信号の信号レベルを検出する信号レ ベル検出手段と、
上記複数のアンテナ素子のうちの一部を用いて、上記検出された各受信信号の信 号レベルに基づいて、上記第 1の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位 が所定のしきい値以上であるとき所定の通信処理を実行する一方、上記検出された 信号品位が所定のしき 、値以上でな!、とき上記第 1の適応制御処理にお!、て用いた アンテナ素子以外のアンテナ素子を用いて上記第 2の適応制御処理を実行するよう に制御する装置制御手段とを備えたことを特徴とするァダプティブアンテナ装置。
[8] 上記装置制御手段は、第 1のステップにお 、て、上記検出された各受信信号の信 号レベルのうち最大の信号レベルを有する受信信号の信号品位を上記信号品位検 出手段により検出させ、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上 記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しき!、値以上でな!、と き、第 2のステップにおいて、上記検出された各受信信号の信号レベルのうち最大の 信号レベルを有する受信信号と 2番目の信号レベルを有する受信信号との合成受信 信号の信号品位を上記信号品位検出手段により検出させ、上記検出された信号品 位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行することを特徴とする請求項 7 記載のァダプティブアンテナ装置。
[9] 上記装置制御手段は、上記第 2のステップの処理の前において、上記最大の信号 レベルを有する受信信号を受信したアンテナ素子以外の少なくとも 1本のアンテナ素 子を用いて、上記リアクタンス制御手段により上記第 2の適応制御処理を実行し、上 記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方 、上記検出された信号品位が上記しき 、値以上でな!、とき上記第 2のステップの処 理を実行することを特徴とする請求項 8記載のァダプティブアンテナ装置。
[10] 上記装置制御手段は、第 1のステップにおいて、上記検出された各受信信号の信 号品位のうち最大の信号品位を有する受信信号の信号品位を上記信号品位検出手 段により検出させ、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通 信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき、 第 2のステップにお 、て、上記検出された各受信信号の信号品位のうち最大の信号 品位を有する受信信号と 2番目の信号品位を有する受信信号との合成受信信号の 信号品位を上記信号品位検出手段により検出させ、上記検出された信号品位が上 記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行することを特徴とする請求項 7記載の ァダプティブアンテナ装置。
[11] 上記装置制御手段は、上記第 2のステップの処理の前において、上記最大の信号 品位を有する受信信号を受信したアンテナ素子以外の少なくとも 1本のアンテナ素 子を用いて、上記リアクタンス制御手段により上記第 2の適応制御処理を実行し、上 記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方 、上記検出された信号品位が上記しき 、値以上でな!、とき上記第 2のステップの処 理を実行することを特徴とする請求項 10記載のァダプティブアンテナ装置。
[12] 上記装置制御手段は、上記第 2のステップの処理の後における第 3のステップにお いて、上記最大の信号品位を有する受信信号を受信したアンテナ素子以外の、上記 第 2の適応制御処理を実行して 、な 、残りの少なくとも 1本のアンテナ素子を用いて 、上記リアクタンス制御手段により上記第 2の適応制御処理を実行し、上記検出され た信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行することを特徴とする 請求項 8乃至 11のうちのいずれか 1つに記載のァダプティブアンテナ装置。
[13] 上記装置制御手段は、上記第 3のステップの処理の後において、上記第 3のステツ プで検出された信号品位が上記しき!、値以上でな!、とき、上記複数の受信ァダプテ イブ制御器に接続される複数のアンテナ素子を用 、て、上記第 1の適応制御処理を 実行することを特徴とする請求項 12記載のァダプティブアンテナ装置。
[14] 請求項 1乃至 13のうちのいずれ力 1つに記載のァダプティブアンテナ装置と、 上記ァダプティブアンテナ装置により受信された受信信号を受信する無線受信回 路とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
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