WO2007004578A1

WO2007004578A1 - 無線通信装置

Info

Publication number: WO2007004578A1
Application number: PCT/JP2006/313131
Authority: WO
Inventors: Takaaki Kishigami; Hiroshi Iwai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-01-11
Also published as: JP4922677B2; CN101213758A; US20090147834A1; US8000379B2; CN101213758B; JP2007043676A

Description

明細書

無線通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、アンテナのインピーダンス整合を適切に行う無線通信装置に関するものである。

背景技術

[0002] アンテナと無線部との間のインピーダンス整合をとるために、インピーダンス整合回路が用いられている。し力ながら、インピーダンス整合回路が固定的なものである場合、無線通信装置に近接する物体の影響を受けてインピーダンス不整合が生じ、整合損失により本来のアンテナの性能が得られなくなる課題が生じる。

[0003] 例えば、無線通信装置が使用者の人体に近接して使用される状況下では、人体が損失性の誘電体であることから、アンテナ特性は人体の影響を受け、インピーダンス不整合が生じる。また、通話、メール、かばんやポケットでの保持などの様々な使用状況及び設置環境においてインピーダンス不整合状況が変化する。

[0004] このような課題を解決するために、受信信号強度（Received Signal Strength Indicator,以下、 RSSIとする）を監視し、その値が以前に測定した値よりも下がっている場合、可変リアクタンス素子のリアクタンス値を制御することにより、インピーダンスの整合を行うものがある（例えば、特許文献 1参照）。これにより、近接物体の影響により、アンテナとのインピーダンス不整合が生じて、 RSSIが低下した場合でも、インピーダンスの整合を自動的に行うことで、 RSSIを回復することができる。また、送信機の場合には、例えば送信アンテナから方向性結合器を通して得られる反射電力が最小となる制御を適用することで、同様なインピーダンスの自動整合が可能である。

[0005] また、この自動整合に用いる制御回路や、最適化アルゴリズム、評価関数などにつレ、ての提案がなされている（例えば、非特許文献 1参照）。

特許文献 1 :特開昭 61— 135235号公報

非特許文献 1 :小川晃ー、他 3名、「最急降下法による人体近接アクティブアンテナのインピーダンス自動整合」、電子情報通信学会論文誌、社団法人電子情報通信学会、 2004年 9月、第 J87— B卷、第 9号、 pl287— 1298

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力ながら、上記従来の無線通信装置においては、 RSSIを基にインピーダンス整合を行っているが、 RSSIが近接物体の影響以外で変動する場合、例えば無線端末装置の移動、あるいは周辺事物の移動により、無線通信を行う伝搬路にフェージングが生じている使用環境においては、伝搬路のフエージング変動と、近接物体の影響による変動との区別ができなレ、。そのため伝搬路のフエージング変動により RSS Iが低下した場合に、本来は必要でないインピーダンス整合の動作を行うことで、逆にインピーダンスの整合状態を劣化させ、不整合損を増加させてしまうといった課題がある。

[0007] また、アンテナと無線部との間の整合回路のインピーダンスを変化させると、受信されるベースバンド信号は、不定量の複素振幅変動を受ける。復調時に同期検波を用いる受信機では、伝搬路の回線変動を予め推定して複素振幅変動を補償した後に、所定のシンボル候補点に最も近レ、ものをシンボル判定値とするが、上記の整合回路のインピーダンス変化による複素振幅変動が生じると、推定された回線変動と差異が生じ、その差異が大きくなるほど、シンボル判定時の誤りを増加させ、受信品質が劣化するという課題が生じる。

[0008] 本発明は、前記従来の課題を解決するもので、無線通信を行う伝搬路にフェージング変動が生じている場合でも、インピーダンスの自動整合を安定的に実現し、また、インピーダンス自動整合時のインピーダンス変化に起因する受信品質の劣化を低減させる無線通信装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] 前記従来の課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、受信系統部を備えた無線通信装置であって、前記受信系統部が、アンテナにより受信した信号を、ベースバンド信号に変換し、出力する無線部と、アンテナと無線部との間のインピーダンスを調整するインピーダンス可変手段と、ベースバンド信号から予め既知のパイ口ット信号を抽出し、出力するパイロット信号抽出手段と、パイロット信号を用いてチヤネル推定を行い、ベースバンド信号の回線補償を行う回線補償手段と、回線補償手段の出力を用いてインピーダンス制御適性度を検出するインピーダンス制御適正度検出手段と、インピーダンス制御適正度検出手段の出力を基に、インピーダンス可変手段のインピーダンス変化量を制御するインピーダンス制御手段と、を有することを特徴とする。

[0010] この構成により、伝搬路のフェージング変動による回線変動を補償し、その後、受信状況の変動によるインピーダンス不整合の自動整合を行うので、伝搬路のフエ一ジング変動と、受信状況の変動とを区別することができる。そして、伝搬路がフェージング変動を含む環境下においても、インピーダンスの自動整合の収束時間を短縮し、収束時の特性を改善することができ、受信品質の向上を図ることができる。

[0011] また、本発明の無線通信装置では、前記回線補償手段の出力を用いて復調動作を行う復調部を備えることが好ましい。

[0012] この構成により、受信品質を向上させた上で復調できる。

[0013] また、本発明の無線通信装置では、インピーダンス制御適性度検出手段は、回線補償手段の出力電力を用いて、インピーダンス制御適正度を検出することが好ましレ、。

[0014] この構成により、インピーダンス調整による変動を受信信号電力の変化として検出し、これを基にしたインピーダンス自動整合のアルゴリズムを動作させることができる。

[0015] また、本発明の無線通信装置では、インピーダンス制御適性度検出手段は、回線補償手段の出力振幅を用いて、インピーダンス制御適正度を検出することが好ましレ、。

[0016] この構成により、インピーダンス調整による変動を受信信号強度の変化として検出し、これを基にしたインピーダンス自動整合のアルゴリズムを動作させることができる。

[0017] また、本発明の無線通信装置では、回線補償手段は、無線フレームまたは無線スロットのプリアンブルに含まれるパイロット信号を用いて回線補償を行うことが好ましい

[0018] この構成により、精度よくフェージング変動を推定することができ、無線フレームまたは無線スロットでのインピーダンスの自動整合をより安定して行うことができる。 [0019] また、本発明の無線通信装置では、インピーダンス制御手段は、無線フレームまたは無線スロットのプリアンブルに含まれるパイロット信号を受信した後に、インピーダンス制御適性度検出手段の出力を用いて、インピーダンス可変手段を制御することが好ましい。

[0020] この構成により、伝搬路にフェージング変動を含む環境下においても、無線フレームまたは無線スロットに含まれるフェージング変動をより精度よく推定することができ、インピーダンスの自動整合の動作をより安定化することができる。

[0021] また、本発明の無線通信装置では、インピーダンス制御手段は、インピーダンスを変化させた期間に対応するインピーダンス制御適正度検出手段の出力を基に、インピーダンスを変化させることが好ましレ、。

[0022] この構成により、インピーダンスを変化させた期間に対応するインピーダンス制御適正度検出手段の出力がある時以外は、インピーダンス制御手段の動作を停止することができ、その間欠動作が可能となるため、無線通信装置そのものの消費電力を低減すること力できる。

[0023] また、本発明の無線通信装置は、通話開始ボタンを備え、インピーダンス制御手段は、通話開始ボタンの操作によりインピーダンス可変手段の制御を開始することが好ましい。

[0024] この構成により、携帯電話などの通話開始ボタンが押される場合には明らかに人体近接条件となることを用いて、インピーダンス自動整合の制御を行うことができ、それ以外の場合にはインピーダンス制御手段の動作を停止することができ、その間欠動作が可能となるため、無線通信装置そのものの消費電力を低減することができる。

[0025] また、本発明の無線通信装置は、インピーダンス整合情報と、インピーダンス整合情報に対応する受信信号強度情報とを記憶する記憶手段を備え、記憶手段に記憶された受信信号強度と、インピーダンス制御後の受信信号強度とを比較し、信号強度が大きい方のインピーダンス整合情報と、信号強度が大きい方のインピーダンス整合情報に対応する受信信号強度情報とを改めて記憶手段に記憶することが好ましい

[0026] この構成により、インピーダンス自動整合時に、アンテナ利得が所定以上に劣化することを防止することができ、受信品質の特性改善を安定的に行うことができる。

[0027] また、本発明の無線通信装置では、回線補償手段は、無線フレームまたは無線スロットのプリアンブルに含まれるパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、ベースバンド信号の回線補償をして、インピーダンス制御適正度検出手段に出力する第 1 の回線補償手段と、無線フレームまたは無線スロットのデータに含まれるパイロット信号を用いて回線変動をトラッキングし、ベースバンド信号の回線補償をして、復調部に出力する第 2の回線補償手段とを有することが好ましい。

[0028] この構成により、伝搬路のフェージング変動による回線変動を補償し、その後、受信状況の変動によるインピーダンス不整合の自動整合を行い、さらに、インピーダンス自動整合による回線変動を補償するので、インピーダンスの自動整合の収束時間を短縮し、収束時の特性を改善するとともに、インピーダンス自動整合の収束過程における受信特性の劣化を抑制することができる。

[0029] また、本発明の無線通信装置では、回線補償手段は、無線フレームまたは無線スロット期間中は固定の回線変動補償値を用いて回線補償を行うことが好ましい。

[0030] この構成により、伝搬路のフエージング変動が十分に緩やかな場合に、無線フレームまたは無線スロット内のフェージング変動と、インピーダンス変化による受信状況の変動とを区別することができる。

[0031] また、本発明の無線通信装置では、インピーダンス制御手段は、インピーダンス可変手段を用いて、所定期間だけインピーダンスを調整し、所定期間後は、インピーダンスを所定期間前の状態に戻すことが好ましい。

[0032] この構成により、無線フレームまたは無線スロットに、トラッキング用のパイロット信号が含まれていない場合や、あるいはそれを利用しない場合、または、インピーダンスを調整したことにより新たな回線変動が生じる場合であっても、インピーダンスの変化を所定期間の後に基の状態に戻すことで、受信特性の劣化を低減することができる。特に、誤り訂正符号ィ匕及びインターリーブされて送信されるデータについては、インピーダンス調整期間が十分に短ければ、受信品質への影響をなくすことができる。

[0033] 本発明の無線通信装置は、アンテナにより受信した信号を、ベースバンド信号に変換し、出力する無線部と、アンテナと無線部との間のインピーダンスを調整するインピ一ダンス可変手段と、ベースバンド信号からサブキャリア毎のベースバンド信号を抽出し、出力するサブキャリア信号抽出部と、サブキャリア毎のベースバンド信号から予め既知のパイロット信号を抽出し、出力するパイロット信号抽出手段、パイロット信号を用いてチャネル推定を行レ、、サブキャリア毎のベースバンド信号に回線補償を行う回線補償手段、回線補償手段の出力を用いてインピーダンス制御適性度を検出するインピーダンス制御適正度検出手段をそれぞれ有する複数のサブキャリア処理部と、インピーダンス制御適正度検出手段の出力を基に、インピーダンス可変手段のィンピーダンス変化量を制御するインピーダンス制御手段と、回線補償手段の出力を用いて復調動作を行う復調部とを備えたことを特徴とする。

[0034] この構成により、マルチキャリア伝送においても、伝搬路のフェージング変動と、インピーダンス変化による受信状況の変動とを区別することができる。そして、伝搬路がフヱ一ジング変動を含む環境下においても、インピーダンス変化による受信状況の変動の誤検出がなくなり、インピーダンスの自動整合の収束時間を短縮し、収束時の特性を改善することができ、受信品質の向上を図ることができる。

[0035] 本発明の無線通信装置は、アンテナにより受信した信号を、ベースバンド信号に変換し、出力する無線部と、アンテナと無線部との間のインピーダンスを調整するインピ一ダンス可変手段と、ベースバンド信号に逆拡散処理を行い、フィンガパス毎のベースバンド信号を抽出し、出力する逆拡散手段と、フィンガパス毎のベースバンド信号力予め既知のパイロット信号を抽出し、出力するパイロット信号抽出手段、パイロット信号を用いてチャネル推定を行レ、、フィンガパス毎のベースバンド信号に回線補償を行う回線補償手段をそれぞれ有する、フィンガパスと同数のフィンガパス処理部と、回線補償手段の出力の加算処理を行う第 1の合成部と、第 1の合成部の出力を用いてインピーダンス制御適性度を検出するインピーダンス制御適正度検出手段と、インピーダンス制御適正度検出手段の出力を基に、インピーダンス可変手段のインピーダンス変化量を制御するインピーダンス制御手段と、回線補償手段の出力の加算処理を行う第 2の合成部と、第 2の合成部の出力を用いて復調動作を行う復調部とを備えたことを特徴とする。

[0036] この構成により、 CDMA伝送においても、伝搬路のフヱ一ジング変動と、インピーダンス変化による受信状況の変動とを区別することができる。そして、伝搬路がフエ一ジング変動を含む環境下においても、インピーダンス変化による受信状況の変動の誤検出がなくなり、インピーダンスの自動整合の収束時間を短縮し、収束時の特性を改善することができ、受信品質の向上を図ることができる。

[0037] 本発明の無線通信装置は、本発明の受信系統部を複数備え、回線補償手段の出力を重み付けて合成するアレー合成手段と、アレー合成手段の出力を用いて復調動作を行う復調部とを備えたことを特徴とする。

[0038] この構成により、複数のアンテナを有していても、伝搬路のフェージング変動と、ィンピーダンス変化による受信状況の変動とを区別することができる。そして、伝搬路がフェージング変動を含む環境下においても、インピーダンス変化による受信状況の変動の誤検出がなくなり、インピーダンスの自動整合の収束時間を短縮し、収束時の特性を改善することができ、受信品質の向上を図ることができる。

[0039] また、本発明の無線通信装置では、アレー合成手段は、インピーダンス制御手段が

、無線フレームまたは無線スロット期間中にインピーダンスを変化させる制御の有無により、アレー合成の方法を変化させることが好ましレ、。

[0040] この構成により、インピーダンスの整合状態によって、複数のアンテナによる受信信号の合成方法を変化させることができ、インピーダンス自動整合の収束過程における受信品質の劣化を低減することができる。

[0041] また、本発明の無線通信装置では、アレー合成手段は、インピーダンス制御手段が、無線フレームまたは無線スロット期間中にインピーダンスを変化させる制御を行う場合は最大比合成重みを用いてアレー合成を行い、無線フレームまたは無線スロット期間中にインピーダンスを変化させる制御を行わない場合は、ビーム及びヌルの制御を行うアレー合成手法による重みを用いてアレー合成を行うことが好ましい。

[0042] この構成により、インピーダンスの整合状態によって、複数のアンテナによる受信信号の合成方法を選択することができ、特に、インピーダンス自動整合の収束過程において、ビーム及びヌルの制御を行わないことで、インピーダンス制御により新たな回線変動が生じる場合における受信品質の劣化を低減することができる。

[0043] また、本発明の無線通信装置では、アレー合成手段は、複数の受信系統部のインピーダンス制御手段の出力を用いて、受信ウェイトを生成し、出力する受信ウェイト生成部と、複数の受信系統部の第 2の回線補償手段の出力を、受信ウェイトを用いて合成する受信ビーム形成部とを有することが好ましい。

[0044] この構成により、受信ウェイト生成部を無線通信装置ごとに切り替えて、最適な受信ウェイトを選択することができる。

[0045] また、本発明の無線通信装置では、受信電力を検出する受信電力検出手段と、前記受信電力検出手段の出力を基に、インピーダンス制御を停止するモードにするか

、インピーダンス制御を動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部と、を備え、前記インピーダンス制御手段は、前記動作モード判定部の出力に応じて動作モードを切り替えることが好ましい。

[0046] この構成により、受信電力レベルが所定値を超える場合、インピーダンス制御を行うことがなくなるため、インピーダンス制御のための動作に力かる消費電力の低減を行うことが可能となる。

[0047] また、本発明の無線通信装置では、前記復調部の出力を基に受信品質を推定する受信品質推定部と、前記受信品質推定部の出力を基に、インピーダンス制御を停止するモードにするか、インピーダンス制御を動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部と、を備え、前記インピーダンス制御手段は、前記動作モード判定部の出力に応じて動作モードを切り替えることが好ましレ、。

[0048] この構成により、受信品質が所定レベルを満たすような好適な場合には、過剰なィンピーダンス制御を行うことがなくなるため、インピーダンス制御のための動作にかかる消費電力の低減を行うことが可能となる。

[0049] また、本発明の無線通信装置は、前記復調部の出力を基に伝送パラメータを抽出する伝送パラメータ抽出部と、前記伝送パラメータ抽出部の出力を基に、インピーダンス制御を停止するモードにする力、、インピーダンス制御を動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部と、を備え、前記インピーダンス制御手段は、前記動作モード判定部の出力に応じて動作モードを切り替えることが好ましい。

[0050] この構成により、伝送パラメータからインピーダンス制御を停止させた方がよいと判断される場合にはインピーダンス制御を行うことがなくなるため、 [0051] また、本発明の無線通信装置は、前記動作モード判定部は、前記伝送パラメータ抽出部の出力を基に、受信情報量が所定値よりも小さい場合は、インピーダンス制御を停止するモードとすることが好ましレ、。

[0052] この構成により、インピーダンス制御動作を行うことによる特性改善効果に比べて消費電流が増加する悪影響の方が強くなると判断される場合、インピーダンス制御を行うことがなくなるため、インピーダンス制御に力る消費電力の低減を行うことが可能となる。

[0053] また、本発明の無線通信装置は、前記復調部の出力を基に再送制御を行う再送制御部と、前記再送制御部の出力を基に、インピーダンス制御を停止するモードにするか、インピーダンス制御を動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部と、を備え、前記インピーダンス制御手段は、前記動作モード判定部の出力に応じて動作モードを切り替えることが好ましい。

[0054] この構成により、再送要求の制御を行わない場合、インピーダンス制御を行うことがなくなるため、インピーダンス制御のための動作に力かる消費電力の低減を行うことが可能となる。

発明の効果

[0055] 本発明の無線通信装置によれば、無線通信を行う伝搬路にフェージング変動が生じている場合でも、インピーダンスの自動整合を安定的に実現し、また、インピーダンス自動整合時のインピーダンス変化に起因する受信品質の劣化を低減させる無線通信装置を提供することができる。また、通話時の人体近接時といった無線通信装置の使用状況下で、アンテナの利得の劣化を抑え、受信品質の改善に寄与することができる。

図面の簡単な説明

[0056] [図 1]本発明の第 1の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図

[図 2]本発明の第 1の実施の形態における無線通信装置の受信する無線フレームの構成を示す模式図

[図 3]発明の第 1の実施の形態における無線通信装置のインピーダンス制御手段の制御手順を示すフロー図園 4]本発明の第 1の実施の形態における無線通信装置のインピーダンス制御手段の別の制御手順を示すフロー図

園 5]本発明の第 2の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図園 6]本発明の第 2の実施の形態における無線通信装置のインピーダンス制御手段の制御タイミング示す模式図

園 7]本発明の第 3の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図園 8]本発明の第 4の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図園 9]本発明の第 5の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図園 10]本発明の第 6の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図園 11]本発明の第 7の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図園 12]本発明の第 8の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図園 13]本発明の第 9の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図符号の説明

1 アンテナ

2 インピーダンス可変手段

3 無線部

4 ノィロット信号抽出手段

5 第 1の回線補償手段

6 第 2の回線補償手段

7 インピーダンス制御適性度検出手段

8 インピーダンス制御手段

9 復調部

70 サブキャリア信号抽出部

72 サブキャリア処理部

80 逆拡散手段

82 フィンガパス処理部

83 第 1の合成部

85 第 2の合成部 91 受信系統部

93 受信ウェイト部

94 受信ビーム形成部

発明を実施するための最良の形態

[0058] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

[0059] (第 1の実施の形態）

図 1は、本発明の第 1の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。本無線通信装置は、高周波信号を受信するアンテナ 1、アンテナ 1と後続する無線部 3とのインピーダンス整合をとるために、インピーダンスを調整するインピ一ダンス可変手段 2、入力される高周波信号の増幅、周波数変換及び帯域制限を施し、直交検波により同相信号 (I信号)及び直交信号 (Q信号)力なる複素ベースバンド信号に変換する無線部 3、受信信号に含まれる予め既知のパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出手段 4、抽出されたパイロット信号を基に所定のタイミングで無線回線の回線補償を行う第 1の回線補償手段 5及び第 2の回線補償手段 6、第 1 の回線補償手段 5の出力力インピーダンス制御適正度を検出するインピーダンス制御適正度検出手段 7、検出されたインピーダンス制御適正度に基に、アンテナ 1との整合を行うインピーダンス制御手段 8、第 2の回線補償手段 6の出力に対し、復調処理を行う復調部 9を有している。なお、第 1の回線補償手段 5はインピーダンス制御適性度の検出に、好適な無線回線の回線補償を行い、第 2の回線補償手段 6は復調動作のために好適な無線回線の回線補償を行う。

[0060] 以下、図 1を用いて、その詳細動作を説明する。また、原理動作の説明を目的とするために、伝搬路モデルとしてフラットフェージングを仮定する。

[0061] アンテナ 1は、インピーダンス可変手段 2を介し、後続する無線部 3に接続される。ィンピーダンス可変手段 2は、インピーダンス制御手段 8の制御により、アンテナ 1と接続する際のインピーダンスを制御する。インピーダンス可変手段 2の構成については、例えば前出の非特許文献 1に開示されている。また、別の例として、いくつかの整合回路の切り替えにより、インピーダンス可変手段 2を実現してもよい。本実施の形態では、このような公知の技術を適用しても、発明の内容がなんら損なわれるものではないので、ここでは公知技術を使用するものとして詳細な説明を省く。

[0062] アンテナ 1で受信した高周波信号は、無線部 3において、図示されていない増幅器、周波数変換器、帯域制限フィルタにより、それぞれ増幅、周波数変換及び帯域制限を施される。その後に直交検波され、 I信号及び Q信号からなる複素ベースバンド信号に変換される。

[0063] パイロット信号抽出手段 4は、この複素ベースバンド信号からパイロット信号を抽出し、第 1の回線補償手段 5及び第 2の回線補償手段 6に出力する。

[0064] 図 2は、受信する信号の無線フレームの構成を示した模式図である。無線フレームには、制御またはユーザ個別データ 21の他に、予め既知の信号系列（以下、パイ口ット信号という）が含まれる。また、パイロット信号には、無線フレームの先頭 (プリアンブル）に含まれる初期の回線推定用のパイロット信号 22と、制御データまたはユーザ個別データ中に間欠的に含まれるトラッキング用のパイロット信号 23とがある。

[0065] なお、無線フレームがさらに複数の無線スロットで構成される場合は、その最小単位の無線スロットでも同様の構成である。

[0066] また、図 2においては、時分割でパイロット信号が挿入されているが、符号分割を用レ、てパイロット信号を多重させてもよい。この場合、パイロット信号を符号分割多重により間欠的あるいは連続的に多重することができる。また、直交波周波数多割多重（ Orthrogonal Frequency Division Multiplexing、 ·£Λ 、 OFDMとする)などによるマルチキャリア伝送においては、一部または全部のサブキャリアを用いて、間欠的にトラッキング用のパイロット信号を挿入しても良いし、一部のサブキャリアに連続的にトラッキング用のパイロット信号を挿入しても良い。

[0067] 第 1の回線補償手段 5は、各無線フレームに含まれる初期の回線推定用のパイロット信号を用いて、振幅変動及び位相変動を含む複素数で表される回線推定値 h (n)

1 を算出する（ただし、 nは無線フレーム番号を表す自然数)。そして、当該第 n番目の無線フレーム内に含まれる離散時刻 kにおける制御データまたはユーザ個別データ y (k)に対し、算出された回線推定値 h (n)を無線フレーム内で一定とし、（数 1)のよ n 1

うに回線補償を行う。ここで、第 1の回線補償手段 5による回線補償後の信号を z (k) n として表す。これにより、無線フレーム内で伝搬路の変動が比較的緩や力な場合、第 1の回線補償手段 5による回線補償後の信号は、伝搬路のフエージングによる変動が補償されたものとなり、送信時の信号振幅レベルを再現することができる。

[0068] [数 1]

z (k、) =

[0069] インピーダンス制御適正度検出手段 7は、インピーダンス制御手段 8によるインピーダンス自動整合動作が適正であるかを表すインピーダンス適正度を検出する。インピ一ダンス制御適性度は、第 1の回線補償手段 5により、伝搬路におけるフェージング変動が補償されたものとして、第 1の回線補償手段 5の出力信号 z (k)を用いて、インピーダンス制御適性度を検出する。ここで、インピーダンス制御適性度としては、 z (k

)の振幅または電力値を用いる。

[0070] インピーダンス制御手段 8は、インピーダンス制御適性度に基づきインピーダンス可変手段 2におけるインピーダンス値を変化させ、アンテナと無線部 3との間のインピーダンス整合を行う。

[0071] 図 3はインピーダンス制御手段 8における制御手順を示すフロー図である。以下、図 3を用いてその動作説明を行う。

[0072] まず、インピーダンス制御手段 8は、インピーダンス可変手段 2におけるインピーダンス値を初期値に設定する（ステップ S20)。初期値としては、例えば通話状態などの人体近接時において最適な利得が得られるインピーダンス値に設定しておくことが望ましレ、。すなわち、人体、かばん、机などの想定される障害物に対して所定の間隔で配置された場合に、最も不整合損失が少なくなるように、予め調整されたインピーダンス値に設定しておく。また、所定の間隔の一例として、接触状態である Ommや、非接触状態である 5mm、 10mm, 50mmなどが考えられる力これに限定されるものではない。この場合、人体が近づいていることが明らかな場合に、そのインピーダンス自動整合のための収束速度を高める効果がある。あるいは、人体などが近接していない自由空間の条件で、使用するアンテナとの最適な整合状態が得られるインピーダンス値に設定しても良い。

[0073] 次に、無線通信装置の動作状況を監視する（ステップ S21)。動作状況としては、通話期間中、 iモードなどのインターネット接続中といった、人体が近接していることが明らかな、端末装置に固有な条件を用いることが望ましい。そのため、例えば、人体接触の検出、受信信号強度の低下検出、通話状態の検出などから一つあるいは複数の組合せ条件を用いる。人体接触、受信信号強度の低下、通話状態のいずれか一つまたは複数の組合せ条件が合致した場合、インピーダンス制御モードに移行する（ステップ S22)。検出されない場合は、引き続きステップ S21で動作状況を監視する。

[0074] 次に、インピーダンス制御モードの動作を説明する。なお、以下では、フレーム同期が予め確立した後の動作を示す。インピーダンス制御手段 8は、無線フレームに同期した動作を行う。すなわち、無線フレーム毎に、アンテナで受信される高周波信号段で、初期の回線推定用のパイロット信号が受信されるタイミングまで待つ（ステップ S2

3)。初期の回線推定用のパイロット信号が受信された後に、インピーダンス制御手段 8はインピーダンス可変手段 2におけるインピーダンスの調整を開始する（ステップ S2

4)。インピーダンス可変手段 2におけるインピーダンス調整後、所定時間（当該高周波信号が複素ベースバンド信号として観測されるまでの時間）の経過後のタイミングにおけるインピーダンス制御適性度検出手段の出力値を検出する (ステップ S25)。そして、インピーダンス自動整合のための所定の制御アルゴリズムにおける評価関数を計算し、次回のインピーダンス変化値を算出する (ステップ S26)。算出された評価関数値が所定の収束条件を満たしているかを判定し (ステップ S27)、収束条件を満たさない場合は、動作状況を再度確認し (ステップ S28)、インピーダンス制御モードの条件が引き続き満たされる場合はステップ S23に移り、以下同様に繰り返し処理を行う。一方、インピーダンス制御モードの条件を満たさなくなった場合は、インピーダンス制御モードから抜け、ステップ S20に復帰する。

[0075] ステップ S27において、収束条件を満たす場合は、インピーダンス制御モードにおいてインピーダンス整合が完了したものとみなし、そのインピーダンス値を保持しつつ (ステップ S29)、動作状況を確認し (ステップ S30)、インピーダンス制御モードの条件が引き続き満たされる場合はそのインピーダンス値の保持を続け、インピーダンス制御モードの条件を満たさなくなった場合は、インピーダンス制御モードから抜けステツプ S 20に復帰する。

[0076] ここで、インピーダンス自動整合の制御アルゴリズムは、例えば、前出の非特許文献 1に開示されているような最急降下法に基づく手法などの適用が可能であり、これによりアンテナ 1とのインピーダンス不整合損を低減することが可能である。

[0077] なお、上述のステップ S25において、インピーダンス可変手段 2におけるインピーダンス調整後、所定時間の経過後のタイミングにおけるインピーダンス制御適性度検出手段による出力値を検出するが、この際、インピーダンス制御適性度検出手段の出力値を異なるタイミングで複数回の検出し、その平均値を検出値としても良レ、。この場合、受信信号に含まれる雑音の影響及び残留する伝搬路のフェージング変動の影響を低減した検出を行うことができ、インピーダンス自動整合の収束動作の安定化を図ることができる。

[0078] また、上述したインピーダンス制御モードでは、無線フレームあるいは無線スロット単位で、 1回のインピーダンス調整動作を行っている。つまり、初期の回線推定用パィロットによる回線補償後の時間的に近接したタイミングで、インピーダンス調整制御を行うことで、フェージング変動の影響を排除でき、より正確にインピーダンス制御に起因する変動を検出できる。一方、無線フレームあるいは無線スロットに、所定時間間隔毎に複数回のインピーダンス調整動作を行っても良い。

[0079] 図 4は、インピーダンス制御手段 8における別の制御手順を示すフロー図である。

図 3と異なる部分は、ステップ S27で算出された評価関数値が所定の収束条件を満たしているかを判定し、収束条件を満たさない場合は、動作状況を再度確認し (ステップ S31)、インピーダンス制御モードの条件が引き続き満たされる場合に、ステップ S23に戻るのではなぐステップ S24に戻り、引き続きインピーダンス制御を行う点である。これにより無線フレームあるいは無線スロットに、所定時間間隔毎に複数回のィンピーダンス調整動作が可能となり、収束までに要する時間を短縮することができる効果を有する。ただし、伝搬路のフェージング変動状況が激しい場合は、無線フレームまたは無線スロット内の時間経過が経つほど、フェージング変動が重畳される確率が高くなり、インピーダンス制御に起因する変動を検出する精度が劣化する可能性がある。そのため、ドップラー周波数など伝搬路の変動状況を検出し、無線フレームあるいは無線スロット単位で行うインピーダンス調整動作の回数を変更する構成でも良レ、。この場合、変動が緩やかであるほど、インピーダンス調整動作の回数を増やす方法の適用が可能であり、伝搬状況に応じて、インピーダンス制御に起因する変動の検出の高精度化と、インピーダンス自動整合の制御アルゴリズム収束時間の短縮化との両立が図れる。

[0080] なお、ステップ S24のインピーダンス調整において、変更するインピーダンス値によつては、利得が劣化する可能性があるため、その影響を最小限にするため、インピーダンスを所定の時間変化させた後、変化させる前のインピーダンス値に戻す処理を行っても良い。この場合、インピーダンスを変化させる時間は、インピーダンス制御適性度検出において安定的な検出ができる時間間隔に設定する。

[0081] また、変更したインピーダンス値により評価関数の算出を行レ、、整合状況が改善されたと判断された場合には、次回のインピーダンス制御においては、そのインピーダンス値を固定的に用いる制御を加えても良レ、。これにより、収束の途中であっても、改善されたインピーダンス整合状況となり、受信品質の向上に寄与することができる。

[0082] なお、受信信号強度を記憶手段に保持し、次回以降のインピーダンス制御適用時の受信信号強度と比較し、受信信号強度の大きレゝ方の受信信号強度情報とそのインピーダンス整合情報とを改めて記憶手段に保持することにより、インピーダンス制御適用時におけるアンテナ利得劣化を防止することが可能となる。この場合、受信信号強度は 1回の信号もしくは数回の平均値を用いることが可能である。

[0083] また、収束後のインピーダンス値を保持し、次回のインピーダンス制御モードにおける初期値としてもよい。これにより、インピーダンス不整合状況が類似状況であった場合、インピーダンス自動整合の収束までに要する時間を短縮することができる。

[0084] なお、人体近接時にインピーダンス整合状態が劣化することから、通話ボタンなど無線通信装置のボタンやインターネット接続ボタンと連動してインピーダンス制御モードを動作させることが望ましい。この場合、人体の動きは通信速度に比べて低速であることから、インピーダンス制御モードの適用間隔を数秒に 1回程度にすることで、回路における消費電流を少なくすることが可能となる。この場合、終了ボタンを押して力所定期間の間は人体が近接しているとみなして、インピーダンス制御モードを継続することが望ましい。所定の期間として例えば、 10秒、 30秒や 1分といった時間が考えられる力 S、これに限定されるものではない。

[0085] なお、第 1の回線補償手段 5による回線補償後の信号 z (k)を用いて、インピーダン n

ス制御手段 8の動作と連動したタイミングで、インピーダンス制御適性度を検出（z (k

n

)の振幅または電力値算出）しても良い。これによりインピーダンス制御適性度検出手段 7を常時動作させる必要がなくなり、間欠動作が可能となり、消費電力の低減に効果を有する。

[0086] 一方、図 1において、第 2の回線補償手段 6は、初期回線推定用及びトラッキング用のパイロット信号を用いて、無線フレームあるいは無線スロット内で、回線推定値を逐次更新させて回線補償を行う。回線推定値のトラッキングは、線形補間、ナイキストの内揷方式、ガウスの内揷方式、 Lagrangeの内揷方式などの適用が可能である。本実施の形態では、このような公知の技術を適用しても、発明の内容がなんら損なわれるものではないので、ここでは公知技術を使用するものとして詳細な説明を省く。

[0087] 第 2の回線補償手段 6により回線補償された第 n番目の無線フレームにおける離散時刻 kの信号 U (k)は、（数 2)に示される。離散時刻 kにおける制御データまたはュ n

一ザ個別データ y (k)に対し、回線推定値のトラッキング演算の結果、算出された離

n

散時刻 kにおける回線推定値 h (n、 k)を用いて回線補償を行う。なお、パイロット信

2

号を含まないデータに対しは、判定帰還されたデータを用いて回線推定値を算出し、回線推定値のトラッキングに用いても良い。

[0088] [数 2]

U，人 k) :

h₂ k)

[0089] 復調部 9は、第 2の回線補償手段 6により、フエージング変動及びアンテナ 1とのィンピーダンス整合に起因する回線変動が補償された信号を用いて復調動作を行う。すなわち、図示されていないシンボル判定器により、シンボルデータをビットでデータに変換し、インターリーブされたデータを元のビット列に変換し、パンクチヤ処理された場合はデパンクチヤ処理を施し、チャネル符号化されたデータに対し、誤り訂正復号器により復号処理を行い送信信号の再生処理を行う。

[0090] 以上の動作により、無線フレーム内（あるいは無線スロット内）での回線変動のトラッキングが可能となり、インピーダンス可変手段 2において、インピーダンスを調整した場合の回線変動が含まれる場合も、第 2の回線補償手段 6によるトラッキング動作により受信品質への影響を低減することが可能となる。

[0091] また、本実施の形態において、複数の無線通信装置と多元接続している場合、第 1 の回線補償手段 5または第 2の回線補償手段 6が回線補償を行うのは、自局宛ての無線フレームあるいは無線スロットでなぐ他の受信装置宛ての無線フレームあるいは無線スロットを用いても力、まわなレ、。これにより、自局宛てだけでなぐ他の受信装置宛ての無線フレームあるいは無線スロットを用いることができ、最適な整合状態に到達時間を短縮化できる効果が得られる。

[0092] また、本実施の形態において、第 2の回線補償手段 6は必ずしも必須ではなぐ第 1 の回線補償手段 5の出力を、復調部 9で用いるようにしてもよい。その場合には、インピーダンス可変手段 2によるインピーダンスを調整による特性劣化が十分小さくなるように、インピーダンス制御量を制限する。これにより最適な整合状態への到達時間は長くなるが、受信品質への影響を抑えることができる。

[0093] (第 2の実施の形態）

図 5は、本発明の第 2の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の無線通信装置は、アンテナ 1と、インピーダンス可変手段 2と、無線部 3と、パイロット信号抽出手段 4と、第 1の回線補償手段 5と、インピーダンス制御適正度検出手段 7と、インピーダンス制御手段 8と、復調部 9とを有している。第 1の実施の形態では図 2に示すように無線フレームまたは無線スロットに、トラツキング用のパイロット信号 23が含まれていることを前提にしたが、本実施の形態においては、トラッキング用のパイロット信号が含まれていない場合、あるいはそれを利用しなレ、場合の実施の形態となる。

[0094] インピーダンス制御手段 8は、第 1の実施の形態で示した図 3と同様な手順で動作する力異なるのはステップ S 24のインピーダンス調整において、インピーダンスを所定の時間変化させた後、変化させる前のインピーダンス値に戻す処理を行う。この場合、インピーダンスを変化させる時間は、インピーダンス制御適性度検出において安定的な検出ができる時間に設定する。これにより、無線フレームまたは無線スロットにおいて、間欠的に回数制限されたインピーダンス調整動作となる。

[0095] 図 6は、インピーダンス制御手段 8における制御動作タイミングを示す模式図である。無線フレームの先頭の到来タイミングを基準（時刻 t = 0)とした場合、プリアンブルにおけるパイロット信号 22の期間 Tpの経過後の時刻 t=Tp+Tl (ただし、 T1 >0) に、インピーダンス制御手段 8は、所定のインピーダンス自動整合アルゴリズムに従レ、インピーダンス可変手段 2におけるインピーダンスを d (t)だけ、所定期間 Ts内に渡り変化させる。これにより、インピーダンス可変手段 2におけるインピーダンス Dは、初期のインピーダンス値を dOとした場合、 D = dO + d (t)となる。所定期間 Tsが経過後の時刻 t=Tp+Tl +Ts以降は、インピーダンスィ直に戻す。次に、インピーダンス制御手段 8に入力されている、インピーダンス制御適性度検出手段において検出されたインピーダンス制御適性度を、

+ Tl +Td+T q内で検出する（ただし、 Tq≤Ts)。以上の動作を以降のフレームに対し同様に繰り返す。

[0096] 復調部 9は、第 1の回線補償手段 5の出力を用いて、復調動作を行う。

[0097] 以上の動作により、無線フレームまたは無線スロットにおいてインピーダンス調整制御を間欠的に回数制限して行うことできる。これにより、 1)インピーダンスの変化により回線変動が生じても、無線フレームまたは無線スロットにおいて、それが占める割合は、十分短い期間であること、また、 2)回線変動が生じる箇所がブロック的に集中して生じる力インターリーブを施しているため、逆インターリーブ後には回線変動を受けた箇所は分散され、誤り訂正符号が施されている受信信号は、誤り訂正復号器の復号処理により誤り訂正符号が有効に働き、受信品質劣化の影響が低減されるとレヽう効果が得られる。

なお、本実施の形態において、インピーダンス制御手段 8は、無線フレームまたは無線スロットにおいて、 1回のインピーダンス制御を行うが、誤り訂正能力が十分に高い場合、さらにその回数を増やしても良い。すなわち、フレーム内で所定の時間間隔毎にインピーダンス調整制御及びインピーダンス制御適正度検出動作を同様に繰り返す。これにより、インピーダンス自動整合に要する収束時間を短縮することが可能となり、受信品質の改善に効果的である。

[0098] (第 3の実施の形態）

第 1の実施の形態においては、シングノレキャリア伝送におけるインピーダンス制御の動作を説明したが、本実施の形態においては、 OFDMのようなマルチキャリア伝送への適用時の動作について説明する。

[0099] 図 7は、本実施の形態において、 OFDM伝送を用いる無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の無線通信装置は、アンテナ 1と、インピーダンス可変手段 2と、無線部 3と、サブキャリア信号抽出部 70と、パイロット信号抽出手段 4 一 1〜S、第 1の回線補償手段 5— 1〜S、第 2の回線補償手段 6— 1〜S、インピーダンス制御適正度検出手段 7—：!〜 Sを有する複数のサブキャリア処理部 72—：!〜 Sと、インピーダンス制御手段 74と、復調部 73とを有している。

[0100] 無線部 3の出力が得られるまでは、第 1の実施の形態と同様であり、その動作説明を省略する。サブキャリア信号抽出部 70は、送信時に付加されたガードインターバル期間を取り除いた時間窓を用いて高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform, FFT)処理を行うことで、サブキャリア毎の複素ベースバンド信号 71— 1〜Sを抽出し、サブキャリア毎に設けられたサブキャリア処理部 72— 1〜S (Sは自然数）に出力する。なお、本実施の形態では、サブキャリア数を S個とする。

[0101] それぞれのサブキャリア信号 71—:!〜 Sに対し、それぞれ設けられたパイロット信号抽出手段 4一 1〜S、第 1の回線補償手段 5— 1〜S、第 2の回線補償手段 6— 1〜S、及びインピーダンス制御適正度検出手段 7— :!〜 Sは、第 1の実施の形態と同様な動作を行う。復調部 73は、第 2の回線補償手段 6 _ 1〜Sの出力を用いて、復調動作を行う。インピーダンス制御手段 74は、 S個のインピーダンス制御適正度検出手段 7の出力であるインピーダンス制御適性度を入力とする。

[0102] インピーダンス制御手段 74は、第 1の実施の形態において説明した制御動作を同様に行うが、図 3のステップ S25における検出方法が異なる。すなわち、第 m番目ィンピーダンス制御適正度検出手段 7— mにおける離散時刻 kのインピーダンス制御適性度を Q (k、 m)とすると（l≤m≤S)、インピーダンス制御手段 74は、（数 3)で示すように、それらの平均値である Qm (k)を改めてインピーダンス制御適性度として用いる。インピーダンス制御手段 74は、インピーダンス制御適性度 Qm (k)を用いて、第 1の実施の形態あるいは第 2の実施の形態の動作と同様の動作を行う。

[0103] [数 3] , ( ) 二

m)

[0104] 以上、本実施の形態により、第 1の実施の形態の効果に加え、サブキャリア伝送時においても、インピーダンス自動整合による制御動作が可能となる。この場合、複数のサブキャリアに対し、インピーダンス制御適性度検出手段 7— :!〜 Sを設け、それらの出力を平均したものをインピーダンス制御のための適性度とする。これにより、周波数選択性フェージング環境においても、適性度の検出が安定して行うことができる。更に、インピーダンス自動整合動作も安定して動作することで、受信品質の改善に寄与すること力 Sできる。

[0105] なお、図 7において、サブキャリア毎の複素ベースバンド信号に対し、パイロット信号抽出手段 4一 1〜S、第 1の回線補償手段 5— 1〜S、第 2の回線補償手段 6— 1〜S、インピーダンス制御適正度検出手段 7_ 1〜Sを設け、サブキャリア毎にインピーダンス制御適正度を検出したが、 P 接するサブキャリア間は比較的相関が高いため、必ずしも全てのサブキャリアに対し、これらを設ける必要はなく。部分的に間引かれたサブキャリアを用いることも可能である。これにより、同様な効果を得られるが、同時にハ一ドウエア規模の削減も可能となる。

[0106] (第 4の実施の形態）

第 1の実施の形態においては、シングノレキャリア伝送におけるインピーダンス制御の動作を説明したが、本実施の形態においては、 CDMAへの適用動作について説明する。図 8は、本実施の形態において、 CDMA伝送を用いる無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の無線通信装置は、アンテナ 1と、インピ一ダンス可変手段 2と、無線部 3と、逆拡散手段 80と、パイロット信号抽出手段 4 1 〜L、第 1の回線補償手段 5— 1〜L、第 2の回線補償手段 6— :!〜 Lを有する複数のフィンガパス処理部 82 _ 1〜Lと、第 1の合成部 83と、インピーダンス制御適正度検出手段 84と、インピーダンス制御手段 8と、第 2の合成部 85と、復調部 86とを有している。

[0107] 無線部 3の出力が得られるまでは、第 1の実施の形態と同様である。逆拡散手段 80 は、送信時に所定の拡散符号で拡散された信号に対し、同じ拡散符号を用いて逆拡散処理を行う。

[0108] ここで、図示されていないパスサーチ手段により、到来する L個（Lは自然数）のマルチパスの到来パスタイミングが推定されているものとし、それぞれのパス到来タイミングで逆拡散処理を行うことで、フィンガパス毎の複素ベースバンド信号 81— 1 Lを抽出し、フィンガパス処理部 82— 1 Lに出力する。それぞれのフィンガパス信号 81 Lに対し、それぞれ設けられたパイロット信号抽出手段 4—l L、第 1の回線補償手段 5— 1 L、及び第 2の回線補償手段 6—：! Lは、第 1の実施の形態と同様な動作を行う。第 1の合成部 83は、 L個のパスフィンガ毎に設けられた第 1の回線補償手段 5— 1 Lの出力を加算処理する。第 2の合成部 85もまた同様に、 L個のパスフィンガ毎に設けられた第 2の回線補償手段 6—：! Lの出力を加算処理する。復調部 86は、第 2の合成部 85の出力を用いて、復調動作を行う。

[0109] 一方、インピーダンス制御適性度検出手段 84は、第 1の合成部 83の出力に対し、インピーダンス制御適性度検出を行うことを除き、第 1の実施の形態と同様な動作を行う。また、インピーダンス制御手段 8も第 1の実施の形態と同様な動作を行う。

[0110] 以上、本実施の形態により、 CDMA伝送時においても、インピーダンス自動整合による制御動作が可能となる。この場合、逆拡散処理よつて得られる複数のフィンガパスに対し、それぞれ複数の第 1の回線補償手段 5 _ 1 Lを設け、全てのフィンガパスに対する、第 1の回線補償手段 5 _ 1 Lの出力を加算したものに対し、インピーダンス制御適性度検出手段 84によるインピーダンス制御のための適性度とすることで、周波数選択性フェージング環境においても、適性度の検出を安定して行うことができる。それによりインピーダンス自動整合動作も安定して動作することで、受信品質の改善に寄与することができる。

[0111] (第 5の実施の形態）

第 1の実施の形態においては、シングノレアンテナで受信する場合のインピーダンス制御の動作を説明したが、本実施の形態においては、マルチアンテナを有する場合の適用動作について説明する。

[0112] 図 9は、本実施の形態において、マルチアンテナを用いる無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の無線通信装置は、アンテナ 1、インピーダンス可変手段 2、無線部 3、パイロット信号抽出手段 4、第 1の回線補償手段 5、第 2の回線補償手段 6、インピーダンス制御適正度検出手段 7、インピーダンス制御手段 9 2を有する複数の受信系統部と、受信ウェイト生成部 93と、受信ビーム形成部 94と、復調部 9とを有している。なお、図 9においては、受信系統数 Nrが 2である場合を示すがこれに限定されず、これ以上の場合も同様に適用することが可能である。

[0113] 第 j番目の受信系統部 91 -jは、アンテナ 1— j、インピ—ダンス可変手段 2— j、無線部 3— j、パイロット信号抽出手段 4 j、第 1の回線補償手段 5— j、第 2の回線補償手段 6— j、インピ—ダンス制御適性度検出手段 7— j、インピ—ダンス制御手段 92— jを有し、インピ—ダンス制御手段 92— j以外のそれぞれの動作は第 1の実施の形態と同様であり、その説明を省略する。ここで jは Nr以下の自然数である。

[0114] インピーダンス制御手段 92— jは、インピーダンス制御モードの収束過程にある力、それ以外の動作モードにあるかを後続する受信ウェイト生成部 93に出力する。すなわち、図 3あるいは図 4におけるインピーダンス制御手段 8のフローチャートにおけるステップ S27において、評価関数が収束していると判断できない場合のみ収束過程にある制御フラグ F (j)を「1」にセットし、それ以外の場合は制御フラグ F (j)を「0」にセットする。

[0115] 受信ウェイト生成部 93は、受信系統数 Nr個の第 2の回線補償手段 6— :!〜 Nrの出力を合成するための受信ウェイトを生成し、受信ビーム形成部 94に出力する。ここで、インピーダンス制御手段 92—：！〜 Nrからの制御フラグ F (j)を基に異なる受信ゥェイト生成アルゴリズムにより受信ウェイトを生成する。すなわち、制御フラグ F (j)のうち、ひとつでも収束過程にあることを示す「1」が含まれる場合、最大比合成ビームゥェイトを生成する。一方、制御フラグ F (j)がすべて「0」である場合、すなわち、どの受信系統でもインピーダンス制御の収束過程になレ、場合は、最小自乗誤差規範 (Minim urn Mean Squared Error、以下、 MMSEとする）により受信ウェイトを生成する。受信ビーム形成部 94により合成された信号は復調部 9に出力する。復調部 9は第 1 の実施の形態と同様に復調動作を行う。なお、受信ウェイト生成部 93と受信ビーム形成部 94とを合わせて、アレー合成手段とレ、うこともある。

[0116] 以上のように本実施の形態により、第 1の実施の形態の効果に加え、マルチアンテナを用いた受信時においてもインピーダンス自動整合による制御動作が可能となる。この場合、受信ビーム形成部 94は、受信系統のうち一つでも、インピーダンス自動整合の収束過程にある場合、受信ウェイトの生成アルゴリズムとして、最大比合成ビームを採用する。一方、受信ビーム形成部 94は、すべての受信系統において、インピ一ダンス自動整合の収束過程にない場合、 MMSEによりビームヌル形成を行う。

[0117] これにより、無線通信端末は、インピーダンス自動整合の収束過程には、インピーダンス変化による複素振幅変動が生じるが、この変動に対レ性能劣化の大きな MM SEアルゴリズムを動作させることを避け、この変動に対レ性能劣化の少ない最大比合成ウェイトで受信させることができる。また、無線通信端末は、収束過程にない場合に、 SIR (Signal to Interference Ratio)を最適にする受信ウェイトの効果により、最大比合成ウェイトを用いるよりも、受信品質を効果的に高めることができる。以上のようにインピーダンス自動整合動作状況に応じて、受信ビーム生成アルゴリズムを変更することで、受信品質を安定に改善することができる。

[0118] 以上、本発明の 5つの実施の形態について、図面を参照しながら説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなぐ例えば、第 2乃至第 4のいずれかの実施の形態においても、無線通信装置が複数のアンテナ及びそれらに接続される複数の無線部を有するものであってもよい。

[0119] また、本発明の 5つの実施の形態において、無線部は受信した信号を複素ベースバンド信号に変換し、出力しているが、変調方式によっては、複素ベースバンド信号以外のベースバンド信号に変換し、出力するものであってもかまわない。 [0120] また、本発明は、受信品質の向上に寄与するものであり、放送受信機における受信部への適用も同様に可能であり、本実施の形態で説明した効果が同様に得ることができる。

[0121] また、本発明の実施の形態では受信時について説明したが、これに限定されるものではなぐ送信時にも同様にインピーダンス整合を可変にすることで人体、かばん、机などの障害物に無線通信端末が近接した場合の、インピーダンス不整合によるァンテナ利得劣化を改善することが期待できることはもちろんのことである。この場合、受信時に最適化したインピーダンス可変手段におけるインピーダンス値を送信時に適用することが可能である。

[0122] 以下、第 6〜第 9の実施の形態として、状況に応じてインピーダンス制御を停止させる機能を有する無線通信装置について説明する。

[0123] (第 6の実施の形態）

図 10は、第 6の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。本無線通信装置は、第 1の実施の形態の無線通信装置の構成に加えて、受信電カレベルを検出する受信電力検出手段 100と、その出力に基づき、インピーダンス制御手段 8によるインピーダンス制御を停止するモードにする力、動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部 101とを新たに追加した構成をとる。以下、図 10を用いて、主に第 1の実施の形態と異なる詳細動作について説明する。

[0124] 受信電力検出手段 100は、無線部 3からの出力信号を基に受信電力レベルを検出する。

[0125] 無線部 3からの出力信号としては、 1)無線部 3におレ、て自動利得制御 (AGC)する場合の制御信号、または、 2)複素ベースバンド信号を用いる。受信電力検出手段 1 00は、 1)の場合、無線部 3から、 AGCの増幅利得を所定レベルよりも小さく制御する制御信号が出力された場合に受信電力レベルが高いと判定する。また、受信電力検出手段 100は、 2)の場合、複素ベースバンド信号に含まれる雑音電力成分と、信号電力成分の比からなる SNR (信号対雑音電力比）を検出し、それが所定値よりも高い場合に、受信電力レベルが高いと判定する。

[0126] 動作モード判定部 101は、受信電力検出手段 100の出力に基づきインピーダンス制御手段 8の動作モードを判定し、その結果をインピーダンス制御手段 8に出力する。すなわち、受信電力検出手段 100において、受信電力レベルが所定レべノレよりも高いと判定された場合、動作モード判定部 101は、インピーダンス制御手段 8がインピーダンス制御モードに移行しないよう制御を行う。一方、受信電力検出手段 100において、受信電力レベルが所定レベルよりも低いと判定された場合、動作モード判定部 101は、インピーダンス制御手段 8がインピーダンス制御モードに移行するよう制御を行う。インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御動作については、上述した第 1から第 5の実施の形態のいずれ力、と同様な動作を行うため、以下ではその説明を省略する。

[0127] 以上、本実施の形態によって、受信電力レベルが所定値を超える場合、インピーダンス制御を行うことがなくなる。これにより、受信状況が所定レベルを満たすような好適な場合には、過剰なインピーダンス制御を行うことがなくなる。その結果、インピーダンス制御のための動作を停止することで、無線通信装置の消費電力の低減を行うことが可能となる。

[0128] (第 7の実施の形態）

図 11は、第 7の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。本無線通信装置は、第 1の実施の形態の無線通信装置の構成に加えて、復調部 9 力の出力を基に受信品質を推定する受信品質推定部 103と、その出力に基づき、インピーダンス制御手段 8によるインピーダンス制御を停止するモードにする力、動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部 101aとを新たに追加した構成をとる。以下、図 11を用いて、主に第 1の実施の形態と異なる詳細動作について説明する。

[0129] 受信品質推定部 103は、復調部 9からの出力信号を基に受信品質を推定する。受信品質推定方法として、誤り訂正復号器による復号結果の、 1)送信パケットデータに含まれる CRC (巡回冗長検查、 Cyclic Redundancy Check)結果、 2)送信パケットデータに含まれるパリティビットの復号結果、 3)ビット誤り率、パケット誤り率の所定値との比較、などを用いる。 1)、 2)の場合、復号結果に誤りがない場合は、受信品質が良好であると推定する。 3)の場合、所定値よりも誤り率が低い場合、受信品質が良好であると推定する。

[0130] 動作モード判定部 101aは、受信品質推定部 103の出力に基づきインピーダンス制御手段 8の動作モードを判定し、その結果をインピーダンス制御手段 8に出力する。すなわち、受信品質推定部 103において、受信品質が所定レベルよりも良好と判定された場合、動作モード判定部 101は、インピーダンス制御手段 8がインピーダンス制御モードに移行しないよう制御を行う。一方、受信品質推定部 103において、受信品質が所定レベルよりも低いと判定された場合、インピーダンス制御手段 8がインピーダンス制御モードに移行するよう制御を行う。インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御動作については、上述した第 1から第 5の実施の形態のいずれかと同様な動作を行うため、以下ではその説明を省略する。

[0131] 以上、本実施の形態によって、受信品質レベルが所定値を超える場合、インピーダンス制御を行うことがなくなる。これにより、受信品質が所定レベルを満たすような好適な場合には、過剰なインピーダンス制御を行うことがなくなる。その結果、インピーダンス制御のための動作を停止することで、無線通信装置の消費電力の低減を行うことが可能となる。

[0132] (第 8の実施の形態）

図 12は、第 8の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。本無線通信装置は、第 1の実施の形態の無線通信装置の構成に加えて、復調部 9 力の出力を基に伝送パラメータを抽出する伝送パラメータ抽出部 104と、その出力に基づき、インピーダンス制御手段 8によるインピーダンス制御を停止するモードにするカ動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部 101bとを新たに追加した構成をとる。以下、図 12を用いて、主に第 1の実施の形態と異なる詳細動作について説明する。

[0133] 伝送パラメータ抽出部 104は、復調部 9からの出力信号を基に伝送パラメータを抽出する。伝送パラメータ抽出は、送信パケットデータに含まれる伝送パラメータに関する情報が含まれる部分に対する、復調部 9の誤り訂正復号器による復号結果から、伝送パラメータを抽出する。また、伝送パラメータの情報として、 1)多値変調数及び誤り訂正符号の符号化率、 2)パケットサイズ、 3)受信情報量のいずれ力を用いる。 [0134] なお、受信情報量とは、特定の通信相手から一度の通信で受信するメール、画像データ、コンテンツ等の情報量のことである。

[0135] 動作モード判定部 101bは、伝送パラメータ抽出部 104の出力に基づきインピーダンス制御手段 8の動作モードを判定し、その結果をインピーダンス制御手段 8に出力する。すなわち、動作モード判定部 101bは、伝送パラメータ抽出部 104において抽出された 1)多値変調数及び符号化率、 2)パケットサイズ、 3)受信情報量のいずれかを用いて、以下のように動作モードを判定する。

[0136] 1)多値変調数及び符号化率を用いる場合、 64QAMや 16QAM等の変調多値数が所定より大きい、あるいは符号化率が所定より大きい場合は、受信信号レベルが良好な環境下であると判断し、インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御モードに移行しない制御を行う。一方、 BPSKや QPSK等の変調多値数が所定よりも小さい場合、あるいは、符号化率が所定値より小さい場合、受信品信号レベルが良好でない環境下であると判断し、インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御モードに移行する制御を行う。

2)パケットサイズ情報を用いる場合、送信パケットサイズが所定値より小さい場合は、インピーダンス制御動作が十分収束せずに特性改善に十分な効果が得られないと判断し、インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御モードに移行しない制御を行う。一方、パケットサイズが所定値より大きい場合は、インピーダンス制御動作が十分収束し特性改善効果を高めることができると判断し、インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御モードに移行する制御を行う。

3)受信情報量を用いる場合、受信情報量が所定値より小さい場合は、インピーダンス制御動作を行うことによる特性改善効果に比べて消費電流が増加する悪影響の方が強くなると判断し、インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御モードに移行しない制御を行う。一方、受信情報量が所定値より大きい場合は、インピーダンス制御動作が十分収束し特性改善効果を高めることができると判断し、インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御モードに移行する制御を行う。

[0137] インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御動作については、上述した第 1の実施の形態から 5のいずれ力 ^同様な動作を行うため、以下ではその説明を省略する。

[0138] 以上、本実施の形態によって、変調多値数が所定値を超える場合あるいは符号化率が所定より大きい場合、インピーダンス制御を行うことがなくなる。これにより、受信状況が所定レベルを満たすような好適な場合には、インピーダンス制御を行うことがなくなる。その結果、過剰なインピーダンス制御のための動作を停止することで、無線通信装置の消費電力の低減を行うことが可能となる。

[0139] また、送信パケットサイズが所定値より小さレ、場合、すなわち、インピーダンス制御動作が十分収束せずに特性改善に十分な効果が得られないと判断される場合、インピーダンス制御を行うことがなくなる。その結果、過剰なインピーダンス制御のための動作を停止することで、無線通信装置の消費電力の低減を行うことが可能となる。

[0140] また、受信情報量が所定値より小さい場合、すなわち、インピーダンス制御動作を行うことによる特性改善効果に比べて消費電流が増加する悪影響の方が強くなると判断される場合、インピーダンス制御を行うことがなくなる。その結果、過剰なインピ一ダンス制御のための動作を停止することで、無線通信装置の消費電力の低減を行うことが可能となる。

[0141] (第 9の実施の形態）

図 13は、第 9の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。本無線通信装置は、第 1の実施の形態の無線通信装置の構成に加えて、復調部 9 力の出力を基に再送制御を行う再送制御部 105と、その出力に基づき、インピーダンス制御手段 8によるインピーダンス制御を停止するモードにする力、動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部 101cとを新たに追加した構成をとる。以下、図 13を用いて、主に第 1の実施の形態と異なる詳細動作について説明する。

[0142] 再送制御部 105は、復調部 9からの出力信号を基に再送制御を行う。すなわち、再送制御部 105は、復調部 9における誤り訂正復号処理による送信パケットデータの復号結果が、誤りなく受信できたものかどうかを、 CRC結果等を用いて判定する。そして再送制御部 105は、パケットデータに誤りが生じた場合、再送要求の制御を行う。

[0143] 動作モード判定部 101cは、再送制御部 105の出力に基づきインピーダンス制御手段 8の動作モードを判定し、その結果をインピーダンス制御手段 8に出力する。すなわち、動作モード判定部 101cは、再送制御部 105において、再送要求の制御を行わない場合は、受信信号レベルが良好な環境下であると判断し、インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御モードに移行しなレ、制御を行う。一方、再送制御部 105が再送要求の制御を行う場合、動作モード判定部 101cは、受信信号レべルが良好な環境下でないと判断し、インピーダンス制御手段 8におけるインピーダンス制御モードに移行する制御を行う。

[0144] 以上、本実施の形態によって、再送制御部 105の出力に基づきインピーダンス制御手段 8の動作モードを判定制御する。これにより、再送要求の制御を行わない場合、インピーダンス制御を行うことがなくなる。その結果、過剰なインピーダンス制御のための動作を停止することで、無線通信装置の消費電力の低減を行うことが可能となる

[0145] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、 2005年 7月 1日出願の日本特許出願（特願 2005— 193385)、 2006年 6月 2 7日出願の日本特許出願（特願 2006-176710)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0146] 本発明にかかる無線通信装置は、アンテナのインピーダンスの自動整合を受信品質の劣化なぐフェージング環境においても安定的に行えるインピーダンス可変手段を有し、無線通信分野に有用である。また、放送受信装置などの用途にも適用できる

Claims

請求の範囲

[1] 受信系統部を備えた無線通信装置であって、

前記受信系統部は、

アンテナにより受信した信号を、ベースバンド信号に変換し、出力する無線部と、前記アンテナと前記無線部との間のインピーダンスを調整するインピーダンス可変手段と、

前記ベースバンド信号から予め既知のパイロット信号を抽出し、出力するパイロット信号抽出手段と、

前記パイロット信号を用いてチャネル推定を行レ、、前記ベースバンド信号の回線補償を行う回線補償手段と、

前記回線補償手段の出力を用いてインピーダンス制御適性度を検出するインピーダンス制御適正度検出手段と、

前記インピーダンス制御適正度検出手段の出力を基に、前記インピーダンス可変手段のインピーダンス変化量を制御するインピーダンス制御手段と、

を有する無線通信装置。

[2] 前記回線補償手段の出力を用いて復調動作を行う復調部を備えた請求項 1記載の無線通信装置。

[3] 前記インピーダンス制御適性度検出手段は、前記回線補償手段の出力電力を用いて、前記インピーダンス制御適正度を検出する請求項 2記載の無線通信装置。

[4] 前記インピーダンス制御適性度検出手段は、前記回線補償手段の出力振幅を用いて、前記インピーダンス制御適正度を検出する請求項 2記載の無線通信装置。

[5] 前記回線補償手段は、無線フレームまたは無線スロットのプリアンブルに含まれる前記パイロット信号を用いて回線補償を行う請求項 2乃至請求項 4のいずれかに記載の無線通信装置。

[6] 前記インピーダンス制御手段は、無線フレームまたは無線スロットのプリアンブルに含まれる前記パイロット信号を受信した後に、前記インピーダンス制御適性度検出手段の出力を用いて、前記インピーダンス可変手段を制御する請求項 5記載の無線通信装置。 [7] 前記インピーダンス制御手段は、インピーダンスを変化させた期間に対応する前記インピーダンス制御適正度検出手段の出力を基に、インピーダンスを変化させる請求項 2乃至請求項 6のいずれかに記載の無線通信装置。

[8] 通話開始ボタンを備え、

前記インピーダンス制御手段は、前記通話開始ボタンの操作により前記インピーダンス可変手段の制御を開始する請求項 2乃至請求項 7のいずれかに記載の無線通信装置。

[9] インピーダンス整合情報と、前記インピーダンス整合情報に対応する受信信号強度情報とを記憶する記憶手段を備え、

前記記憶手段に記憶された受信信号強度と、インピーダンス制御後の受信信号強度とを比較し、信号強度が大きい方のインピーダンス整合情報と、前記信号強度が大きい方のインピーダンス整合情報に対応する受信信号強度情報とを改めて前記記憶手段に記憶する請求項 2乃至請求項 8のいずれかに記載の無線通信装置。

[10] 前記回線補償手段は、無線フレームまたは無線スロットのプリアンブルに含まれる前記パイロット信号を用いてチャネル推定を行い、前記ベースバンド信号の回線補償をして、前記インピーダンス制御適正度検出手段に出力する第 1の回線補償手段と、

前記無線フレームまたは前記無線スロットのデータに含まれる前記パイロット信号を用いて回線変動をトラッキングし、前記ベースバンド信号の回線補償をして、前記復調部に出力する第 2の回線補償手段と

を有する請求項 2乃至請求項 9のいずれかに記載の無線通信装置。

[11] 前記第 1の回線補償手段は、前記無線フレームまたは前記無線スロット期間中は、固定の回線変動補償値を用いて回線補償を行う請求項 10記載の無線通信装置。

[12] 前記インピーダンス制御手段は、前記インピーダンス可変手段を用いて、所定期間だけ前記インピーダンスを調整し、前記所定期間後は、前記インピーダンスを前記所定期間前の状態に戻す請求項 2乃至請求項 9のいずれかに記載の無線通信装置。

[13] アンテナにより受信した信号を、ベースバンド信号に変換し、出力する無線部と、前記アンテナと前記無線部との間のインピーダンスを調整するインピーダンス可変手段と、

前記ベースバンド信号からサブキャリア毎のベースバンド信号を抽出し、出力するサブキャリア信号抽出部と、

前記サブキャリア毎のベースバンド信号から予め既知のパイロット信号を抽出し、出力するパイロット信号抽出手段、

前記パイロット信号を用いてチャネル推定を行レ、、前記サブキャリア毎のベースバンド信号に回線補償を行う回線補償手段、

前記回線補償手段の出力を用いてインピーダンス制御適性度を検出するインピーダンス制御適正度検出手段

をそれぞれ有する複数のサブキャリア処理部と、

前記回線補償手段の出力を用いて復調動作を行う復調部と、

を備えた無線通信装置。

前記ベースバンド信号に逆拡散処理を行い、フィンガパス毎のベースバンド信号を抽出し、出力する逆拡散手段と、

前記フィンガパス毎のベースバンド信号から予め既知のパイロット信号を抽出し、出力するパイロット信号抽出手段、前記パイロット信号を用いてチャネル推定を行い、前記フィンガパス毎のベースバンド信号に回線補償を行う回線補償手段をそれぞれ有する、フィンガパスと同数のフィンガパス処理部と、

前記回線補償手段の出力の加算処理を行う第 1の合成部と、

前記第 1の合成部の出力を用いてインピーダンス制御適性度を検出するインピーダンス制御適正度検出手段と、

前記インピーダンス制御適正度検出手段の出力を基に、前記インピーダンス可変手段のインピーダンス変化量を制御するインピーダンス制御手段と、前記回線補償手段の出力の加算処理を行う第 2の合成部と、

前記第 2の合成部の出力を用いて復調動作を行う復調部と

を備えた無線通信装置。

[15] 請求項 1記載の受信系統部を複数備え、

前記回線補償手段の出力を重み付けて合成するアレー合成手段と、

前記アレー合成手段の出力を用いて復調動作を行う復調部と、

をさらに備えた無線通信装置。

[16] 前記アレー合成手段は、前記インピーダンス制御手段が、無線フレームまたは無線スロット期間中にインピーダンスを変化させる制御の有無により、アレー合成の方法を変化させる請求項 15記載の無線通信装置。

[17] 前記アレー合成手段は、前記インピーダンス制御手段が、

無線フレームまたは無線スロット期間中にインピーダンスを変化させる制御を行う場合は、最大比合成重みを用いてアレー合成を行い、

無線フレーム中にインピーダンスを変化させる制御を行わない場合は、ビーム及びヌルの制御を行うアレー合成手法による重みを用いてアレー合成を行う請求項 15記載の無線通信装置。

[18] 前記アレー合成手段は、

前記インピーダンス制御手段の出力を用いて、受信ウェイトを生成し、出力する受信ウェイト生成部と、

前記回線補償手段の出力を、前記受信ウェイトを用いて合成する受信ビーム形成部と、

を有する請求項 15乃至請求項 17のいずれかに記載の無線通信装置。

[19] 受信電力を検出する受信電力検出手段と、

前記受信電力検出手段の出力を基に、インピーダンス制御を停止するモードにする力 \インピーダンス制御を動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部と、

を備え、

前記インピーダンス制御手段は、前記動作モード判定部の出力に応じて動作モードを切り替える請求項 2記載の無線通信装置。

[20] 前記復調部の出力を基に受信品質を推定する受信品質推定部と、

前記受信品質推定部の出力を基に、インピーダンス制御を停止するモードにするか、インピーダンス制御を動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部とを備え、

[21] 前記復調部の出力を基に伝送パラメータを抽出する伝送パラメータ抽出部と、前記伝送パラメータ抽出部の出力を基に、インピーダンス制御を停止するモードにするか、インピーダンス制御を動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部と、

を備え、

[22] 前記動作モード判定部は、前記伝送パラメータ抽出部の出力を基に、受信情報量が所定値よりも小さい場合は、インピーダンス制御を停止するモードとする請求項 21 記載の無線通信装置。

[23] 前記復調部の出力を基に再送制御を行う再送制御部と、

前記再送制御部の出力を基に、インピーダンス制御を停止するモードにするカィンピーダンス制御を動作させるモードにするかを判定する動作モード判定部と、を備え、