WO2007111177A1 - 無線通信装置及び無線通信システム - Google Patents

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antenna
communication range
limit value
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Shinya Fukuoka
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    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication apparatus that controls directivity by a plurality of antenna elements and a radio communication system including the same.
  • the geographical current position of the wireless communication device (terminal) is detected at any time by the position detection means, and the detected current position of the wireless communication device and the pre-registered radio restricted area information are detected. Is judged by the judging means to judge whether or not the device has entered the radio wave restricted area.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-15567 (paragraph numbers 0025 to 0066, FIGS. 1 to 6) Disclosure of the Invention
  • the wireless communication device mainly targets mobile terminals, and focuses on reducing psychological burden on users and third parties so that they can be used with peace of mind. If it is determined by the judging means that the device has entered the restricted radio wave area, the transmission power from the device is controlled to restrict the radio wave, thereby avoiding the influence on other devices, but determined to have gone out of the restricted area. If this happens, the transmission power of the device power is returned to the normal level and the radio wave restriction is released.
  • the antenna gain of a low-power data communication system is generally limited to a maximum of 2.14 dBi.
  • an antenna with exceptionally high directivity can be used. In this case, the communication distance can be extended.
  • the problems to be solved by the present invention include the above-described problems as an example.
  • the invention according to claim 1 includes an antenna unit including a plurality of antenna elements, and a directivity control unit that controls directivity of the antenna units by the plurality of antenna elements.
  • a range calculation means for calculating a size of a communication range by the antenna means whose directivity is controlled by the directivity control means, and a restriction on a corresponding communication range based on the position information.
  • Limit setting means for setting a value, and comparison means for comparing the calculated size of the communication range with the limit value of the set communication range.
  • the invention according to claim 10 is a wireless communication system including a wireless transmission device and a wireless reception device, and capable of multi-input multiple-output communication, wherein the wireless transmission At least one of the apparatus and the radio receiving apparatus includes an antenna unit including a plurality of antenna elements, a directivity control unit that controls directivity of the antenna units by the plurality of antenna elements, and a directivity by the directivity control unit.
  • Range calculating means for calculating the size of the communication range by the antenna means whose performance is controlled, limit setting means for setting the limit value of the corresponding communication range based on the position information, and the calculated communication range
  • a comparing means for comparing the size of the communication range and the set limit value of the communication range.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating an overall outline of a wireless communication system including the wireless communication device of the present embodiment.
  • the wireless communication device 1 of the present embodiment includes a plurality of (six in this example) antennas 101A, 101B, 101C, 101D, 101E, 101F, and these antennas 101A. And a control device 200 for controlling the operation of F.
  • the wireless communication device 1 is configured to be able to communicate via the antennas 101A to 101F by a multiple input multiple output (MIMO) method, as will be described in detail later. Communication with another wireless communication apparatus 301 using at least one of the antennas 101A to 101F based on the control of the overall control unit 201).
  • MIMO multiple input multiple output
  • FIG. 2 is a perspective view showing a detailed structure of antenna 101A shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a control system of antenna 101A.
  • the antenna 101A includes a dielectric substrate 110 made of, for example, polycarbonate, a ground conductor 111 formed on substantially the entire upper surface of the dielectric substrate 110, and the ground conductor 111.
  • the antenna element P constitutes a monopole element whose longitudinal direction is perpendicular to the plane of the ground conductor 111.
  • One antenna element P0 (feed element) and at least one (this example) Is composed of 6 parasitic antenna elements P1 to P6 (parasitic elements).
  • the feed antenna element P 0 includes a cylindrical radiating element 106 that is electrically insulated from the ground conductor 111 and embedded in the dielectric 120.
  • a signal line is connected to one end of the radiating element 106 so that a radio signal fed from the control device 200 is fed and radiated to the feeding antenna element P0 via an RF circuit 290 (described later). It becomes.
  • the parasitic antenna elements P1 to P6 are arranged so as to have a substantially circular shape in this example at a predetermined interval with respect to the feeding antenna element P0.
  • the parasitic antenna elements P1 to P6 are electrically insulated from the ground conductor 111 and vertically pass through the dielectric substrate 110 and the dielectric 120.
  • a substantially cylindrical non-excitation element 107 is provided so as to penetrate in the direction.
  • One end of each non-excitation element 107 has a variable reactance element 130 having a predetermined reactance value (for example, also having a variable capacitance diode force), and a through-hole conductor 114 formed by filling the dielectric substrate 110 in the vertical direction.
  • the ground conductor 111 is grounded at a high frequency via
  • the radiating element 106 and the non-exciting element 107 have substantially the same length in the longitudinal direction.
  • the variable reactance element 130 has inductance (L property)
  • the reactance element 130 becomes an extension coil, and the electric lengths of the parasitic antenna elements P1 to P6 are longer than those of the feeding antenna element P0, and function as a reflector.
  • the variable reactance element 130 has capacitance (C-type)
  • the variable reactance element 130 becomes a shortening capacitor, and the electric lengths of the parasitic antenna elements P1 to P6 are compared with the power supply antenna element P0. It becomes shorter and works as a director.
  • the reactance value in the variable reactance element 130 that changes the control voltage applied to the variable reactance element 130 the electric length of the parasitic antenna element P1 including the non-excitation element 107 is changed to the feed antenna element P0.
  • the horizontal plane directivity of the antenna 101A can be changed.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the control device 200 shown in FIG. 1
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing a detailed configuration of functions related to the transmission side
  • FIG. FIG. 5 is a functional block diagram showing a detailed configuration of functions on the receiving side in FIG.
  • RF circuit may be further via an IF circuit
  • m corresponding to each of the received signals from the m antennas 101
  • LPF242 limits the band of each received signal
  • analog-digital conversion AZD converter ⁇ ⁇ 241 and frequency conversion unit 300 that receives these m AZD conversion signals 241 signals and performs processing such as demodulation, and the received signal demodulated by frequency conversion unit 300 is predetermined.
  • Receive directivity control processing for example, I
  • the reception side signal processing unit 260 that performs known demodulation processing based on the method
  • the error state monitoring circuit 204 that monitors the occurrence of processing errors in the reception side signal processing unit 260
  • the monitoring result of the error state monitoring circuit 204 In response, a selection circuit 270 that selects a signal demodulated by the reception-side signal processing unit 260, a decoding unit 27 1 that decodes the signal (demodulated wave) selected by the selection circuit 270 by a predetermined known method
  • a response bit string interpretation unit 272 that interprets the decoded signal decoded by the decoding unit 271 and reads out received data (information signal) received by the antenna 101 from the communication partner.
  • the control device 200 further generates a command bit string generation unit 274 that generates a command bit string corresponding to transmission data to be transmitted from the antenna 101, and a digital signal output from the command bit string generation unit 274 using a predetermined method.
  • An encoding unit 273 that performs encoding
  • a transmission-side signal processing unit 210 that receives a signal encoded by the encoding unit 273 and performs a known modulation process based on, for example, the OFDM scheme or the FM scheme
  • the transmission Frequency converter 310 that performs predetermined processing such as modulation on the signal from the side signal processor 210, and performs transmission directivity control processing on the signal from the frequency converter 310 (for example, I component and
  • the digital filter power corresponding to the complex number of the Q component (transmission side digital directivity control unit 220 (power supply side control means)) and m transmission signals corresponding to the m antennas 101 respectively.
  • Analog directivity control unit 280 (parasitic side control means) for carrying out predetermined directivity control processing using P6, and m analog signals provided corresponding to each of the transmission signals to m antennas 101
  • Directivity control unit 280 Digital-analog converted signal output to parasitic antenna elements P1 to P6 of each antenna 101 DZA converter 292, receiving side digital directivity control unit 250, transmitting side
  • An overall control unit 201 that controls each part such as the digital directivity control unit 220 and the analog directivity control unit 280, and an input control unit 205 that inputs position information from a GPS (Global Positioning System), not shown. And the above location information and allowable communication range Correlation storage section 20 which stores the correlation 6 (memory means).
  • Transmission digital that outputs a digital signal (for example, a sine wave sampled signal) that forms a transmission signal (carrier wave) Fc to the communication partner based on the sampling value stored so as to correspond to each phase at a fixed sampling point
  • a digital signal for example, a sine wave sampled signal
  • carrier wave transmission signal
  • each of the m systems is used to modulate the carrier wave Fc from the transmission digital signal output unit 213 based on the information signal (data) encoded by the encoding unit 273 into transmission information.
  • Modulators that output modulated signals (for example, generate I and Q components by GFSK modulation) 212-0, 212-1, 2, 212-n, and these multipliers 212-0, 212-1,..., 212—n
  • modulated signals for example, generate I and Q components by GFSK modulation
  • the transmission side digital directivity control unit 220 is also provided with m systems corresponding to the above, and each system is synthesized through the BPF211aO, 211b0, 211al, 211bl, ..., 21lan, 211bn, respectively.
  • a total of n + 1 weights for obtaining a predetermined transmission directivity based on the corresponding coefficients (phase control signals) from the overall control unit 201 such as CIO, C11,. , 221an, n 6) coefficient multipliers 221a0, 221al,..., 221an and adders 222 for synthesizing outputs from these n + 1 coefficient multipliers 221a0 to an.
  • the output from the adder 222 of each system is supplied to the feeding antenna element PO of the corresponding antenna 101 via the aforementioned DZA converter 232 and RF circuit 290, respectively.
  • the frequency converter 300 is provided with m systems in the same manner as described above, and each system converts the complex I component and Q component included in the weighted received signal output from the AZD converter 241.
  • FIR filter unit 262 to perform!
  • n 6 coefficient multipliers 251— 0, 251-1,..., 251—n, and an adder that combines the outputs from these n + 1 coefficient multipliers 251—0 to 251—n 252 and each.
  • An error detector (such as a CRC detector) (not shown) is connected to the reception side signal processing unit 260 (for example, connected to the adder 252), and the error state monitoring circuit 204 is connected to the reception side signal processing unit 260.
  • the error detection signal is also supplied to the selection circuit 270 according to the error detection signal supplied (the error state monitoring circuit 204 uses the monitoring result corresponding to the detection signal as information such as an error flag). Also output to the overall control unit 201).
  • This selection command signal instructs the error detector to select the output of the system that has output a normal detection result, and the selection circuit 270 corresponds to the selection command signal among the signals of each system.
  • the selected signal is selected and output to the decoding unit 271.
  • the output from the adder 252 of each system is selected by the selection circuit 270 via the reception-side signal processing unit 260, and then decoded by the decoding unit 271. Further, the response bit string interpretation unit 2 Interpreted at 72 and taken out as received information.
  • the communication partner such as the other wireless communication device 301
  • the power with which the communication partner requests the wireless communication device 1 of the present embodiment that is, the other wireless communication device
  • the number of antennas (elements) of 301, the application of the other user the power of communication is an image, voice, the power of a text-only file, e-mail, etc.
  • how much data transfer time • Whether the real-time property, power, user priority order, etc. are requested can be acquired by the overall control unit 201 as information.
  • RSSI Receiveived Signal Strength Indicator
  • RSSI Received Signal Strength Indicator
  • the correlation storage unit 206 should comply with the location information of each country, region, and other geographical environment and the laws and regulations applied in the geographical environment.
  • the correlation with the maximum communication range information is stored and held in advance. Note that this correlation may be added, modified, overwritten, etc., by an appropriate operator input via an operating means (not shown). Alternatively, they may be added manually or automatically via appropriate network communication.
  • the overall control unit 201 accesses the correlation control unit 206 and obtains the maximum communication range information (communication range limit value) corresponding to the position information. You can get it!
  • FIG. 7 is a flowchart showing a control procedure executed by the overall control unit 201 provided in the control device 200 of the wireless communication device 1 of the present embodiment.
  • initial setting processing is performed so that the total directivity by all (six in this example) antennas 101 becomes substantially omnidirectional.
  • a control signal is output to the analog directivity control unit 280, and directivity by the parasitic antenna elements P1 to P6 in each of all (six in this example) antennas 101 is a predetermined value (predetermined direction). (See FIG.
  • the initial setting control is performed so that the total directivity by all the antennas 101 becomes substantially omnidirectional in almost all directions.
  • the directivity (region) of each adjacent antenna 101 is controlled so as to overlap each other (see FIG. 8 described later).
  • These initial setting values may be set appropriately by the operator (or at the time of factory shipment).
  • FIG. 8 is an explanatory view schematically showing a radio wave radiation mode in the standby state after the initial setting. As described above, the directivities (regions) of the adjacent antennas 101 overlap each other! /.
  • step S20 another wireless communication device 3 corresponding to the beacon signal is sent.
  • Response signal of communication partner such as 01 is received by frequency converter 300, receiver digital directivity controller 250, receiver signal processor 260, and returned via selection circuit 270 and decoder 271 Bit string interpreter At 272, it is determined whether the force is received without error. If the response signal is not received at all or an error occurs even if it is received (detected by an error flag from the error state monitoring circuit 204, etc.), this determination is not satisfied and the process returns to step S10. Continuing, I will continue waiting.
  • step S100 based on the interpretation result (reception result) of the received response signal, the content of communication with the other wireless communication device 301 is confirmed (the number of antenna elements such as the other wireless communication device 301 and the required transmission). Confirmation of various information such as rate and received strength) and corresponding communication condition setting processing on the wireless communication device 1 side is performed.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the detailed procedure of step S100.
  • step S105 based on the reception result of the response signal, it is determined whether the number of antenna elements of the other wireless communication device 301 or the like as the communication partner is one. If the other wireless communication apparatus 301 has only one antenna element instead of two or more, the determination is satisfied, and the routine goes to Step S110.
  • step S110 based on the reception result, it is determined whether or not the transmission rate (transmission speed) requested from the other wireless communication apparatus 301 is relatively high (for example, whether the predetermined threshold is larger or smaller). Compare). If the required transmission rate is relatively low, the determination is not satisfied and the routine goes to Step S115.
  • step S115 a comparison is made to determine whether the size of the set communication range is within the range of the communication range limit value based on the position information input from the GPS, and corrections are made as necessary. (Details will be described later).
  • the directivity (set in a predetermined direction in step S5) provided by the antenna 101 is substantially in almost all directions.
  • a control signal is output to the transmitting-side digital directivity control unit 220, the receiving-side digital directivity control unit 250, the analog directivity control unit 280, and the like so as to communicate with another wireless communication device 301 as directivity.
  • the comparison with the limit value of the communication range and the appropriate correction are performed as described above (details will be described later).
  • step S110 if the transmission rate (transmission speed) requested from the other wireless communication apparatus 301 is relatively high in step S110, the determination is satisfied and the routine goes to step S130.
  • step S130 as in step S115 described above, it is determined whether or not the received signal strength at the time of receiving a response signal from another wireless communication apparatus 301 is relatively high. If the received signal strength is relatively high, the determination is satisfied, and the process proceeds to step S135.
  • a control signal is output to each part so as to perform known diversity control using N antennas 101 (where N ⁇ m).
  • step S130 determines whether the received signal strength is relatively small. If the received signal strength is relatively small, the determination in step S130 is not satisfied, and the procedure moves to step S140.
  • N digital (N ⁇ m) antennas 101 are used to perform known adaptive array control 220 digital directional control unit 220, digital directional control unit 250, analog 250 A control signal is output to the directivity control unit 280 or the like.
  • step S135 and step S140 as well, comparison with the limit value of the communication range and appropriate correction are performed (details will be described later).
  • step S105 if the number of antenna elements of other wireless communication devices 301 and the like as communication partners is two or more, the determination is not satisfied, and the routine goes to step S145.
  • step S145 as in step S110, other wireless communication is performed based on the reception result. It is determined whether or not the transmission rate (transmission speed) requested by the communication device 301 is relatively high. If the required transmission rate is relatively low, the determination is not satisfied and the routine goes to Step S130 described above, and thereafter the same procedure as described above is performed.
  • MIMO multi-input multi-output
  • the present invention is not limited to this, and the received signal power can be acquired.
  • Other information for example, the application of the other user (whether the content of the communication is an image, voice, power of a text-only file, mail, etc.) and how much data transfer time You may request real-time performance, power, user preference, etc., and set the above communication conditions based on whether or not.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a detailed procedure of step S120, step S125, step S135, step S140, and step S150.
  • step S205 various communication conditions (number of antennas, presence / absence of directivity and changes thereof, diversity control / adaptive array control / applicability of transmission / reception, transmission output, reception gain, etc.) corresponding to each of the above steps are set. I do.
  • step S210 based on the various conditions (including at least directivity) set in step S205, a communication range (for example, a cross-sectional area viewed in a horizontal cross section) in the setting is calculated.
  • a communication range for example, a cross-sectional area viewed in a horizontal cross section
  • step S215 the position information of the wireless communication device 1 is acquired from the GPS via the input control unit 205. Thereafter, the process proceeds to step S220, where the correlation control unit 206 is accessed based on the position information acquired in step S215, and the above-described maximum communication range information (communication range limit value) corresponding to the position information is acquired. The communication range limit value is temporarily stored and set in an appropriate location (RAM, etc.). [0046] Thereafter, the process proceeds to step S225, where the communication range based on the various communication condition settings (current) calculated in step S210 is less than or equal to the communication range limit value set in accordance with the position information in step S220. It is determined whether or not.
  • step S225 If the calculated communication range is larger than the limit value, the determination in step S225 is not satisfied, and the routine goes to step S230.
  • step S230 the analog directivity control unit 280, the receiving-side digital directivity control unit 250, so that the calculated communication range becomes the communication range limit value (or less than the communication range limit value).
  • the control signal settings (such as the control coefficients D10 to Dmn and the control coefficients C10 to Dmn described above) to the transmission-side digital directivity control unit 220 are corrected, and the directivity is corrected accordingly.
  • step S235 it is determined whether it is necessary to correct not only the directivity but also the transmission output (power). Specifically, if the directivity correction alone does not fall below (or is difficult to) the communication range limit value described above, or it is easier or more appropriate to perform directivity correction and transmission output correction together. Determine whether the communication range can be made smoothly below the limit value. If there is no need to correct the transmission output, the determination in step S235 is not satisfied, and this routine ends. If correction of the transmission output is necessary, the determination is satisfied and the process proceeds to step S240, and the transmission side digital directivity control unit 220, the DZA converter 232, or the RF circuit 290 is provided (or these). Otherwise, the control signal to the variable amplifier (not shown) is corrected (for example, in a decreasing direction), and this routine is terminated.
  • step S225 this determination is satisfied if the communication range magnitude power calculated in step S210 is less than or equal to the communication range limit value set in step S220, and the routine is terminated. If the calculated communication range size is less than or equal to the communication range limit value, the plurality of antenna elements of the antenna means 101A to F are set so that the communication range size becomes a value near the limit value. You may make it control the directivity by P0-P6.
  • step S120 After step S120, step S125, step S135, step S140, and step S150, the process proceeds to step S155, and among m antennas 101, step S120 is performed. , Step S125, Step S135, Step S140, Step S150 The remaining antenna 101 other than those used in Step S150 is almost omnidirectional. Thus, the same processing as in step S5 is performed. Note that the communication operation of these remaining antennas 101 may be stopped. When step S155 is completed, this routine ends.
  • step S100 the command bit string generation unit 274, encoding is performed under the communication condition setting described above.
  • the unit 273, the transmission side signal processing unit 210, the frequency conversion unit 310, and the transmission side digital directivity control unit 220 are each controlled to transmit a signal from the antenna 101 and start communication with another wireless communication device 301.
  • FIG. 11 and FIG. 12 are explanatory diagrams schematically showing a communication mode with another wireless communication device 301 executed at this time.
  • FIG. 11 shows that as a result of the setting in step S120 where the number of antenna elements of other wireless communication apparatus 301 is one, the required transmission rate is low, and the received signal strength is large, one antenna 101
  • An example of a state in which the directivity (set in a predetermined direction in step S5) provided to the antenna 101 is continued and communication with another wireless communication device 301 is continued is shown.
  • FIG. 12 shows the result of setting in step S140 where the number of antenna elements of other wireless communication apparatus 301 is one, the required transmission rate is high, and the received signal strength is small.
  • step S150! / MIMO is performed using N antennas 101. Communication is performed.
  • FIG. 13 is a conceptual explanatory diagram conceptually showing the behavior of this MIMO communication.
  • the number of antennas 101 in the wireless communication device 1 of this embodiment is three, and the other wireless communication device 301 that is the communication partner is also in this embodiment. It is illustrated as having the same configuration as that of the wireless communication device 1 of the embodiment.
  • the channel response between transmission and reception is represented by a 3 ⁇ 3 matrix.
  • 3 X 3 9 transmission channels (channels) can be virtually made into 3 independent channels by eigenvalue conversion, the space availability can be improved.
  • step S30 it is determined whether or not the operator's force has also received a communication end instruction. If an instruction to stop wireless communication is given by an operator or the like via an unillustrated operating means provided in the wireless communication device 1, this determination is satisfied and the flow ends. This determination is not satisfied until a stop instruction is issued, and the process proceeds to step S35.
  • step S35 as in step S10, a beacon signal is transmitted to enter a standby state.
  • the 1 to N antennas set in Step S 120, Step S 125, Step S 135, Step S 140, and Step S 150 are already used for communication with other wireless communication devices 301. So, for example, send the beacon signal using only the remaining antennas 101!
  • step S40 the process proceeds to step S40, and in the same manner as in step S20 described above, another communication partner such as another wireless communication device 302 appears corresponding to the beacon signal, and the response signal from the other party is a frequency converter 300,
  • the receiving side digital directivity control unit 250 and the receiving side signal processing unit 260 determine whether the force is received without error by the response bit string interpretation unit 272 via the selection circuit 270 and the decoding unit 271. If the response signal is not received at all, or if an error occurs even if it is received, this determination is not satisfied, and the procedure returns to step S25 and the same procedure is repeated.
  • step S100 processing equivalent to that in step S100 is performed, and based on the interpretation result (reception result) of the received response signal, the content of communication with the other wireless communication device 302 is confirmed (the antenna element (Confirmation of various information such as number, required transmission rate, reception strength, etc.) and corresponding communication condition setting processing on the wireless communication apparatus 1 side is performed.
  • the details shown in FIG. 11 are sufficient as in step S 100 0, and the description thereof is omitted.
  • step S200 the process proceeds to step S45, and in the same manner as step S25 described above, in step S200, the command bit string generation unit is set under the communication condition setting described above.
  • an encoding unit 273, a transmission side signal processing unit 210, a frequency conversion unit 310, and a transmission side digital directivity control unit 220 are respectively controlled to transmit a signal from the antenna 101, and to the other wireless communication device 302. Start communication.
  • FIG. 14 is an explanatory view schematically showing a communication mode with still another wireless communication device 302 executed at this time.
  • FIG. 14 shows that when communication with another wireless communication apparatus 301 having one antenna element is already performed by the antennas 101E and 101F by the adaptive array system, another wireless communication apparatus 302 appears,
  • the number of antenna elements of wireless communication apparatus 302 is two and the required transmission rate is high (for example, antennas 101A, 101B, 101C, (The antenna with the highest received power among 101D and the one after it is selected)
  • Antenna 101B and 101C are used to start communication with the other wireless communication device 302 using the MIMO scheme. An example is shown.
  • step S45 is completed as described above, the process returns to step S40 and the same procedure is repeated.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an actual application example of the wireless communication device 1 of the present embodiment having the above-described configuration.
  • the wireless communication device 1 is provided on the opposite side (passenger side) of the inner panel IP handle SW in front of the interior of the automobile AM, and is not shown on the rear side (rear seat side).
  • a TV CT equipped with an antenna (corresponding to the other wireless communication device 301 etc. described above) is provided. Communication is performed between the plurality of antennas 101 of the wireless communication apparatus 1 and the television CT, and the other plurality of antennas 101 and the ground-side base station BP (corresponding to the above-described other wireless communication apparatus 301 and the like). Or, it may be an artificial satellite).
  • the wireless communication device 1 functions as a wireless transmission device or a wireless reception device, and the wireless communication device 1, 301, 301 constitutes the wireless communication system S.
  • FIG. 16 is a diagram showing another application example of the wireless communication device 1 of the present embodiment.
  • the radio communication apparatus 1 is provided in the inner panel IP in each of the two automobiles AM and AM, as in FIG. Then, communication (so-called inter-vehicle communication) is performed between the two wireless communication devices 1 and 1 using, for example, a plurality of antennas 101. Has been done.
  • the other radio communication device 1 corresponds to the other radio communication device 301 described above, and the radio communication device 1, 301 constitutes the radio communication system S.
  • the wireless communication device 1 functions as a wireless transmission device or a wireless reception device.
  • the whole of the plurality of antennas 101 (101A to F in the above example) provided in the wireless communication device 1 constitutes the antenna means including the plurality of antenna elements according to each claim.
  • the receiving-side digital directivity control unit 250, the transmitting-side digital directivity control unit 220, and the analog directivity control unit 280 included in the control device 200 control the directivity by the plurality of antenna elements of the antenna unit. Sex control means.
  • Step S210 of the flow shown in Fig. 10 executed by the overall control unit 201 calculates the size of the communication range (horizontal cross-sectional area) by the antenna means whose directivity is controlled by the directivity control means.
  • Step S220 corresponds to the limit setting means for setting the limit value of the corresponding communication range based on the position information, and step S225 is set with the size of the calculated communication range.
  • step S240 corresponds to a means of comparison with the communication range limit value.
  • step S240 constitutes a radio wave output control means for controlling the radio wave reach from the antenna means in cooperation with the directivity control means according to the comparison result by the comparison means.
  • the wireless communication device 1 includes the antenna means (in this example, the antennas 101A to F) including the plurality of antenna elements P0 to P6, and the antenna means 101A to F.
  • Radio having directivity control means in this example, receiving-side digital directivity control unit 250, transmitting-side digital directivity control unit 220, analog directivity control unit 280) that controls directivity by a plurality of antenna elements P0 to P6
  • Range calculation means for calculating the size of the communication range by the antenna means 101A-F whose directivity is controlled by the directivity control means 220, 250, 280 in the communication device 1 (in this example, the overall control unit 201 Step S210 to be executed), restriction setting means for setting the corresponding communication range limit value based on the position information (step S220 executed by the overall control unit 201 in this example), and the calculated communication range size and , Set communication range Comparing means for comparing the limit value (in this example step S225 that the overall control unit 20 1 is executed) and having a.
  • the directivity control means 220, 250, 280 controls the directivity by the plurality of antenna elements P0 to P6 of the antenna means 101A to F
  • range calculation means S210 Then, the size of the communication range of the antenna means 101A-F is calculated, and the limit setting means S220 sets the communication range limit value based on the position information.
  • the comparison unit S225 compares the communication range calculated by the range calculation unit S210 with the communication range limit value set by the limit setting unit S220.
  • the communication range size is specified to be equal to or less than the limit value.
  • the directional control means 220, 250, 280 It becomes possible to control by the directional control means 220, 250, 280. In this way, while complying with restrictions on the communication range that must be complied with in laws, regulations, etc. applied in the country, region, and other geographical environments, the maximum communication range is achieved within the range that can be observed and efficient communication is performed. be able to.
  • the directivity control means 220, 250, 280 is a communication range in which the size of the calculated communication range is set according to the comparison result by the comparison means S225.
  • the limit value is exceeded, the directivity by the plurality of antenna elements P0 to P6 of the antenna means 101A to 101F is controlled so that the size of the communication range is equal to or less than the limit value.
  • the directivity control means 220, 250, 280 is a communication range in which the size of the calculated communication range is set according to the comparison result by the comparison means S225.
  • the directivity of the plurality of antenna elements P0 to P6 of the antenna means 101A to F is controlled so that the size of the communication range becomes a value near the limit value when the value is less than the limit value. .
  • the size of the communication range is the limit value or at least the vicinity thereof.
  • the directivity control means 220, 250, 280 can be controlled so that In addition, the maximum communication range within the limits can be realized more reliably and efficient communication can be performed.
  • the radio wave arrival ranges from the antenna means 101A to F are controlled in cooperation with the directivity control means 220, 250, 280 according to the comparison result by the comparison means S225.
  • Radio wave output control means (S240 executed by the overall control unit 201 in this example).
  • FIG. 17 is a diagram showing an actual example of the wireless communication device 1 that can obtain this effect.
  • the wireless communication device 1 is provided on the DVD deck DD arranged in the first room R1 of the house HS, while the wireless communication device 1 is partitioned from the first room R1 via a relatively thick wall surface WA.
  • a television PT (corresponding to the above-described other wireless communication device 301 or the like) having an antenna (not shown) is provided in the second room R2. Communication is performed between the plurality of antennas 101 of the wireless communication apparatus 1 and the television set PT, and the other plurality of antennas 101 and the base station BP (corresponding to the other wireless communication apparatus 301 described above, or artificial). Communication with a satellite is also possible.
  • the wireless communication device 1 functions as a wireless transmission device or a wireless reception device, and a wireless communication system S is configured by these wireless communication devices 1,301.
  • the DVD deck DD wireless communication device 1 and the TV Communication with PT may be difficult due to the large attenuation of radio waves.
  • output control is performed together with directivity control, and the maximum communication range is extended by increasing the output within the range of compliance with the communication range based on laws and regulations. Efficient communication can be realized.
  • the maximum communication range can be substantially achieved by performing output control in combination with directivity control, within the range of compliance with the restriction of communication range based on laws and regulations. It is also possible to increase the communication distance.
  • Figure 18 shows an example of such an effect. It is explanatory drawing for demonstrating.
  • FIG. 18 shows a case where the radio communication system S of the present embodiment is used for relaxing the antenna gain condition of a low-power data communication system (wireless and AN).
  • a low-power data communication system wireless and AN
  • the maximum antenna gain currently available for wireless LAN is (in principle) 2.14 dBi.
  • the communication range (area) is limited to the above limit value.
  • the communication distance becomes relatively short, and it is impossible to reach the communication partner at a long distance (see Fig. 18 (a)).
  • the communication range (area) is relatively narrowed.
  • the communication distance can be increased by increasing the output.
  • the communication distance can be extended up to about three times, and radio waves can be transmitted to the communication partner.
  • the storage means for storing and holding the correlation between the position information and the limit value of the corresponding communication range (correlation storage unit 206 in this example)
  • the restriction setting unit S220 sets a communication range limit value based on the correlation held in the storage unit 206.
  • the restriction setting means S220 allows the communication range corresponding to the position information The limit value can be set easily.
  • the wireless communication device 1 is characterized in that the restriction setting unit S220 sets a limit value of the communication range based on the position information of the global positioning system (GPS) force.
  • GPS global positioning system
  • the position information of the position is reliably acquired by the global positioning system (GPS), and the corresponding communication range limit value is set. be able to.
  • GPS global positioning system
  • the antenna means 101 has a plurality of antennas 101A to F force each having a plurality of antenna elements P0 to P6, and has multiple inputs It is configured to be usable for a multi-output type wireless communication system s.
  • the plurality of antenna elements P0 to P6 of the antenna unit 101 are provided at a predetermined interval from the power feeding element P0 to which a signal is fed, and the power feeding element PO. It includes at least one parasitic element P1 to P6 to which no signal is fed, is enclosed or loaded in a dielectric 120, and is arranged at a predetermined interval from each other.
  • An ESPAR antenna that includes a feeding element PO and parasitic elements P1 to P6 and whose directivity can be controlled by reactance control to the parasitic elements P1 to P6, and further uses these elements P0 to P6 as dielectrics. By enclosing (or loading), it is possible to obtain a wideband and high gain characteristic and to reduce the size of the antenna 101.
  • the directivity control means 220, 250, 280 includes the power supply side control means 220, 250 that controls the directivity of the power supply element PO, and the parasitic elements P1 to P6. And non-power-feeding side control means 280 for controlling the directivity.
  • a rough setting of directivity is first performed by the non-power-feeding side control means 280, as schematically shown in FIG.
  • Next (see region G1), more directivity control is performed by the power supply side control means 220 and 250 (see region G2), and by using these together, the directivity can be further improved. (See area G).
  • the flexibility as the directivity control system can be improved.
  • the present embodiment is not limited to the above, and various modifications can be made. That is, for example, in the above embodiment, when control is performed so that MIMO communication is performed in step S150 in the flow shown in FIG.
  • a known space-time coding (STC) or space division multiplexing (SDM) technique may be used. It is also possible to combine known orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) techniques as appropriate.
  • communication method control means S100 determines that the communication method is at least one of a space-time coding method, a space division multiplexing method, and an orthogonal frequency division multiplexing method.
  • the communication system is controlled by combining one of them.
  • the above-described force is explained by using a plurality of antennas 101A to L01F each having a plurality of antenna elements P0 to P6 as an example.
  • a plurality of antennas having a single antenna element is not limited to this.
  • the same control can be performed for multiple antenna elements provided as a whole antenna, or the same control can be performed for multiple antenna elements provided for only one antenna! ⁇ . The same effect is obtained in the case of V and deviation.
  • the above is a force obtained by acquiring position information from GPS.
  • the operator inputs the location of the wireless communication device 1 by operating means (not shown), or a car navigation system other than GPS, or a motor monitoring system equipped with a camera or image processing device. Try to import location information from other various systems.
  • the regulatory content the size of the maximum communication range
  • the border of the country or region for example, near an observatory in a national park or other radio wave regulation area
  • a monitoring system mechanical or structural action that changes the radio wave environment occurs (door opening / closing, space sealing fluctuation, radio wave obstacle fluctuation, etc.) Sometimes it can be easily linked by recognizing this.
  • the wireless communication device 1 in the above embodiment includes seven antenna elements P0 to P6.
  • the receiving-side digital directivity control unit 250, the transmitting-side digital directivity control unit 220, and the analog directivity control unit 280 that control the directivity of the antennas 101A-F and the antenna elements P0-P6 of the antennas 101A-F.
  • Step S210 for calculating the range size step S220 for setting the corresponding communication range limit value based on the position information, the calculated communication range size, and the set communication range limit And the procedure of step S225 for comparing the values.
  • step S210 The directivity by the antenna elements P0 to P6 of the antennas 101A to F is controlled by the reception side digital directivity control unit 250, the transmission side digital directivity control unit 220, and the analog directivity control unit 280 of the wireless communication device 1.
  • step S210 the size of the communication range of the antennas 101A to F is calculated, and in step S220, the communication range limit value is set based on the position information.
  • step S225 the communication range calculated in step S210 is compared with the communication range limit value set in step S220. Thus, for example, when the communication range calculated in step S210 is larger than the communication range limit value set in step S220, the receiving side digital signal is set so that the size of the communication range is equal to or less than the limit value.
  • the directivity control unit 250, the transmission-side digital directivity control unit 220, and the analog directivity control unit 280 can be controlled, and the communication range calculated in step S210 is more limited in the communication range set in step S220. If smaller than the value, the receiving-side digital directivity control unit 250, the transmitting-side digital directivity control unit 220, and the analog directivity control so that the size of the communication range becomes the limit value or at least a value in the vicinity thereof. This can be controlled by the unit 280.
  • the maximum communication range is achieved within the range that can be observed and efficient communication is achieved. It can be carried out.
  • the wireless communication system S in the above embodiment includes the wireless transmission device 1 and another wireless communication device 301, and is a wireless communication system S capable of multi-input multiple-output communication, wherein the wireless transmission device 1 and Another radio receiving apparatus 301 includes six antennas 101A to F including seven antenna elements P0 to P6, and antenna elements P0 to P6 of these antennas 101A to F6.
  • the procedure of S220 and the procedure of step S225 for comparing the calculated size of the communication range and the set limit value of the communication range are included.
  • the reception-side digital directivity control unit 250, the transmission-side digital directivity control unit 220, and the analog directivity control unit 280 have an antenna.
  • the size of the communication range of the antennas 101A to F is calculated in step S210, and the communication range limit value is set based on the position information in step S220.
  • the communication range calculated in step S210 is compared with the communication range limit value set in step S220.
  • the receiving-side digital directivity control is performed so that the size of the communication range is equal to or less than the limit value.
  • Control unit 250, transmission-side digital directivity control unit 220, and analog directivity control unit 280, and the communication range calculated in step S210 is more than the communication range limit value set in step S220. If it is small, the receiving-side digital directivity control unit 250, the transmitting-side digital directivity control unit 220, and the analog directivity control unit 280 are set so that the size of the communication range becomes the limit value or at least a value in the vicinity thereof. It becomes possible to control with.
  • the maximum communication range is achieved within the range that can be observed and efficient communication is achieved. It can be performed.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an overall outline of a wireless communication system including a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a detailed structure of the antenna shown in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a control system of the antenna shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the control device shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing a detailed configuration of functions related to a transmission side in the configuration shown in FIG.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing a detailed configuration of functions related to the receiving side in the configuration shown in FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a control procedure executed by the overall control unit of the control device shown in FIG.
  • FIG. 8 is an explanatory view schematically showing a radio wave radiation mode in a standby state after initial setting.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a detailed procedure of step S100.
  • FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a communication mode with another wireless communication device.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing a communication mode with another wireless communication device.
  • FIG. 13 is a conceptual explanatory diagram conceptually showing the behavior of MIMO communication.
  • FIG. 14 is an explanatory view schematically showing a communication mode with still another wireless communication device.
  • FIG. 15 is a diagram showing an actual application example of a wireless communication device.
  • FIG. 16 is a diagram showing another application example of the wireless communication device.
  • FIG. 17 is a diagram showing an actual application example of a wireless communication apparatus that performs output control together with directivity control.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining an example of the effect of extending the communication distance by realizing the maximum communication range.
  • FIG. 19 is a diagram schematically showing an image of directivity control characteristics by the non-feed side control means and the feed side control means.
  • Wireless communication device wireless transmitter; wireless receiver
  • Receiver-side digital directivity control unit power-supply-side control means, directivity control means

Landscapes

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Abstract

【課題】各地理的環境において適用される法規等を遵守できる範囲で最大の通信範囲を実現する。 【解決手段】アンテナ１０１Ａ～Ｆのアンテナ素子Ｐ０～Ｐ６による指向性を制御するとき、ステップＳ２１０で通信範囲の大きさを算出し、ステップＳ２２０で位置情報に基づき通信範囲制限値を設定し、ステップＳ２２５でそれら算出された通信範囲と設定された通信範囲制限値とを比較する。前者が大きい場合には制限値以下となるように制御し、前者が小さい場合には、当該制限値又は少なくともその近傍の値となるように制御する。

Description

明 細 書
無線通信装置及び無線通信システム
技術分野
[0001] 本発明は、複数のアンテナ素子による指向性を制御する無線通信装置及びこれを 備えた無線通信システムに関する。
背景技術
[0002] 近年、無線機器力 発生する電波による弊害がしばしば社会問題となっており、医 療機器や飛行機の計器 ·制御機器等、微弱な電気信号を用 ヽる機器の誤動作を防 止する等の観点から、例えば特許文献 1記載の従来技術が既に提唱されている。
[0003] この従来技術では、無線通信装置 (端末)の地理的な現在位置が位置検知手段に よって随時検知され、その検知された無線通信装置の現在位置と予め登録された電 波制限区域情報とを判定手段で比較し装置が電波制限区域内に入ったか否かを判 定する。
[0004] 特許文献 1 :特開 2004— 15567号公報（段落番号 0025〜0066、図 1〜図 6) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上記従来技術による無線通信装置では、主として携帯端末を対象とし、使用者及 び第三者にとっての心理的負担を軽減し安心して使用できるようにすることに主眼を おくものである。判定手段で装置が電波制限区域内に入ったと判定された場合には 、装置からの送信電力を制御して電波を制限することで他機器に対する影響を回避 する一方、制限区域外に出たと判定された場合には装置力 の送信電力を通常レべ ルに戻し電波制限解除を行う。
[0006] ところで、近年の携帯電話の急速な普及と通信方式における技術革新、 OA機器- オフィス機器のモノくィルイ匕の一層の進展、無線 LANを活用したパソコン環境のネット ワーク化等の背景の下、周波数資源は急速に消費されつつある。例えば世界中の各 国は、自国の電波秩序を保っために、国ごと (あるいはさらに小さい地方、区域、その 他の地理的環境の場合もある）に法規等による独自の電波規制を敷! 、て 、る。 [0007] このような法規等による電波規制においては、上記従来技術のように単に無線通信 装置が所定領域に存在する力否かではなぐ無線通信装置力 送信される電波の指 向性や電波干渉面積等の細かい条件が定められる。例えば日本の電波法における 2. 4GHz帯に対する規定では、小電力データ通信システム (無線 LAN)の空中線利 得は原則最大 2. 14dBiに制限されている。但し、電波干渉を与える面積が増加しな い場合には、例外的に指向性の高いアンテナの使用が可能であり、この場合には通 信距離を伸ばすことができる。
[0008] 上記従来技術では、単に無線通信装置が所定の領域に存在するか否かのみを判 断するものであり、上記のような国、地方、その他各地理的環境において適用される 法規等の細かい通信範囲規定等に対応できるものではない。この結果、その制限を 遵守できる範囲で最大の通信範囲を実現するのは困難であった。
[0009] 本発明が解決しょうとする課題には、上記した問題が一例として挙げられる。
課題を解決するための手段
[0010] 上記課題を解決するために、請求項 1記載の発明は、複数のアンテナ素子を備え たアンテナ手段と、このアンテナ手段の前記複数のアンテナ素子による指向性を制 御する指向性制御手段とを有する無線通信装置であって、前記指向性制御手段で 指向性が制御された前記アンテナ手段による通信範囲の大きさを算出する範囲算出 手段と、位置情報に基づき、対応する通信範囲の制限値を設定する制限設定手段と 、前記算出された通信範囲の大きさと、前記設定された通信範囲の制限値とを比較 する比較手段とを有する。
[0011] 上記課題を解決するために、請求項 10記載の発明は、無線送信装置及び無線受 信装置を備え、多入力多出力方式の通信が可能な無線通信システムであって、前記 無線送信装置及び前記無線受信装置の少なくとも一方が、複数のアンテナ素子を 備えたアンテナ手段と、このアンテナ手段の前記複数のアンテナ素子による指向性 を制御する指向性制御手段と、この指向性制御手段で指向性が制御された前記ァ ンテナ手段による通信範囲の大きさを算出する範囲算出手段と、位置情報に基づき 、対応する通信範囲の制限値を設定する制限設定手段と、前記算出された通信範 囲の大きさと、前記設定された通信範囲の制限値とを比較する比較手段とを有する。 発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
[0013] 図 1は、本実施形態の無線通信装置を備えた無線通信システムの全体概略を表す システム構成図である。
[0014] 図 1に示す無線通信システム Sにおいて、本実施形態の無線通信装置 1は、複数 の（この例では 6つの）アンテナ 101A, 101B, 101C, 101D, 101E, 101Fと、これ らアンテナ 101A〜Fの動作を制御する制御装置 200とを有して 、る。無線通信装置 1は、詳細を後述するように多入力多出力方式（MIMO : Multiple Input Multipl e Output)によりアンテナ 101A〜Fを介し通信可能に構成されており、制御装置 2 00 (詳細には後述の全体制御部 201)の制御に基づき、アンテナ 101A〜Fのうち少 なくとも 1つを用いて他の無線通信装置 301と通信を行う。
[0015] 図 2は、図 1に示したアンテナ 101Aの詳細構造を表す斜視図であり、図 3は、これ らアンテナ 101Aの制御系を説明するための説明図である。これら図 2及び図 3にお いて、アンテナ 101Aは、例えばポリカーボネートからなる誘電体基板 110と、この誘 電体基板 110の上面の略全面上に形成された接地導体 111と、この接地導体 111 上に略円柱形状に形成された誘電体 120と、接地導体 111とは電気的に絶縁された 状態で誘電体 120中に埋設するように形成された ( =封入又は装荷された)複数の（ この例では 7本の）アンテナ素子 Pとを備えて 、る。
[0016] アンテナ素子 Pは、長手方向が接地導体 111の平面に対して垂直となるモノポール 素子を構成しており、 1本の給電アンテナ素子 P0 (給電素子）と、少なくとも 1本 (この 例では 6本)の無給電アンテナ素子 P1〜P6 (無給電素子）とから構成される。
[0017] 給電アンテナ素子 P0は、接地導体 111とは電気的に絶縁され、かつ誘電体 120に 埋設された円柱形状の放射素子 106を備えている。この放射素子 106の一端には信 号線が接続されており、これによつて制御装置 200から給電される無線信号が RF回 路 290 (後述）を介し給電アンテナ素子 P0に給電され放射されるようになって 、る。
[0018] 無給電アンテナ素子 P1〜P6は、給電アンテナ素子 P0を中心として互いに所定間 隔でこの例では略円形形状となるように配置されて 、る。各無給電アンテナ素子 P1 〜P6は、接地導体 111と電気的に絶縁され誘電体基板 110及び誘電体 120を鉛直 方向に貫通するように配設された略円柱形状の非励振素子 107を備えている。各非 励磁素子 107の一端は、所定のリアクタンス値を有する（例えば可変容量ダイオード 力もなる）可変リアクタンス素子 130と、誘電体基板 110を鉛直方向に貫通して充填 形成されてなるスルーホール導体 114とを介し、接地導体 111に対して高周波的に 接地されている。
[0019] このとき、上記放射素子 106と上記非励振素子 107の長手方向の長さは実質的に 同一であるが、例えば、可変リアクタンス素子 130がインダクタンス性 (L性)を有する ときは、可変リアクタンス素子 130は延長コイルとなり、無給電アンテナ素子 P1〜P6 の電気長が給電アンテナ素子 P0に比較して長くなり、反射器として働く。一方、例え ば、可変リアクタンス素子 130がキャパシタンス性 (C性)を有するときは、可変リアクタ ンス素子 130は短縮コンデンサとなり、無給電アンテナ素子 P1〜P6の電気長が給 電アンテナ素子 P0に比較して短くなり、導波器として働く。すなわち、可変リアクタン ス素子 130に印加する制御電圧を変化させる可変リアクタンス素子 130におけるリア クタンス値を変化させることにより、非励振素子 107を備えた無給電アンテナ素子 P1 の電気長を給電アンテナ素子 P0に比較して変化させ、当該アンテナ 101Aの水平 面指向特性を変化させることができる。
[0020] なお、以上はアンテナ 101Aを例にとって説明を行った力 その他のアンテナ 101 B〜101Fについても同等の構成となっており、同様の制御が行われる。
[0021] 図 4は、図 1に示した制御装置 200の詳細構成を表す機能ブロック図であり、図 5は 、そのうち送信側に係る機能の詳細構成を表す機能ブロック図であり、図 6は、図 4の うち受信側に係る機能の詳細構成を表す機能ブロック図である。
[0022] これら図 4、図 5、及び図 6において、制御装置 200は、 m個（この例では m=6)の アンテナ 101の給電アンテナ素子 P0それぞれに 1つずつ接続され送受信共通に設 けられる RF回路（更に IF回路を介してもよい） 290と、 m個のアンテナ 101からの受 信信号それぞれに対応して m個設けられ各受信信号の帯域制限を行う LPF242及 びアナログ デジタル変換する AZD変^ ^241と、これら m個の AZD変 «241 力 の受信信号を入力して復調等の処理を行う周波数変換部 300と、この周波数変 換部 300で復調された受信信号に対し所定の受信指向性制御処理を行う（例えば I 成分及び Q成分の複素数に対応したデジタルフィルタからなる）受信側デジタル指向 性制御部 250 (給電側制御手段）と、この受信側デジタル指向性制御部 250からの 信号に対し、例えば OFDM方式や FM方式等に基づく公知の復調処理を行う受信 側信号処理部 260と、この受信側信号処理部 260における処理エラーの発生を監視 するエラー状態監視回路 204と、このエラー状態監視回路 204の監視結果に応じて 受信側信号処理部 260で復調された信号の選択を行う選択回路 270と、その選択 回路 270で選択された信号 (復調波）を所定の公知の手法により復号する復号部 27 1と、その復号部 271により復号された復号信号を解釈して通信相手よりアンテナ 10 1で受信した受信データ (情報信号)を読み出す返答ビット列解釈部 272とを有する。 また、制御装置 200はさらに、アンテナ 101から送信するための送信データに対応 するコマンドビット列を生成するコマンドビット列生成部 274と、そのコマンドビット列生 成部 274から出力されたデジタル信号を所定の手法により符号化する符号化部 273 と、この符号ィ匕部 273により符号ィ匕された信号が入力され例えば OFDM方式や FM 方式等に基づく公知の変調処理を行う送信側信号処理部 210と、この送信側信号処 理部 210からの信号に対し変調等の所定の処理がなされる周波数変換部 310と、こ の周波数変換部 310からの信号に対し送信指向性制御処理を行う（例えば I成分及 び Q成分の複素数に対応したデジタルフィルタ力 なる）送信側デジタル指向性制御 部 220 (給電側制御手段）と、 m個のアンテナ 101への送信信号それぞれに対応し て m個設けられデジタル アナログ変換後上記 RF回路 290へ出力する DZA変換 器 232と、 m個（この例では m=6)のアンテナ 101それぞれの複数個（この例では 6 個）の無給電アンテナ素子 P1〜P6を用いた所定の指向性制御処理を行うためのァ ナログ指向性制御部 280 (無給電側制御手段）と、 m個のアンテナ 101への送信信 号それぞれに対応して m個設けられアナログ指向性制御部 280からの信号をデジタ ル—アナログ変換後各アンテナ 101の無給電アンテナ素子 P1〜P6へ制御電圧を 出力する DZA変換器 292と、上記受信側デジタル指向性制御部 250、送信側デジ タル指向性制御部 220、アナログ指向性制御部 280等の全体各部を制御する全体 制御部 201と、図示しな 、GPS (全地球測位システム)からの位置情報を入力する入 力制御部 205と、上記位置情報と許容通信範囲との相関を記憶した相関記憶部 20 6 (記憶手段)とを有する。
[0024] 周波数変換部 310には、アンテナ 101の個数 m (上記の例では m=6)に対応して m系統が設けられており、この m系統に共通のものとして、例えば関数テーブルに所 定サンプリング点において各位相に対応するように記憶されたサンプリング値をもと に通信相手への送信信号 (搬送波) Fcを形成するデジタル信号 (例えば正弦波をサ ンプリングした信号)を出力する送信デジタル信号出力部 213が 1つ備えられている
[0025] また、 m系統のそれぞれには、符号ィ匕部 273により符号化された情報信号 (データ )に基づき、上記送信デジタル信号出力部 213からの搬送波 Fcを変調し送信情報と するための変調信号を出力する（たとえば GFSK変調して I成分及び Q成分を生成す る）変調部（乗算器） 212— 0, 212- 1, · · , 212— nと、これら乗算器 212— 0, 212 - 1, · · , 212— nそれぞれからの信号のうち I成分及び Q成分のうち所定の周波数の 信号をそれぞれ通過させる BPF211aO, 211b0, 211al, 211bl, · · , 21 lan, 21 lbnとを備えている。
[0026] また送信側デジタル指向性制御部 220も上記に対応して m系統設けられており、 各系統は、上記 BPF211aO, 211b0, 211al, 211bl, · · , 21 lan, 211bnを経て それぞれ合成された合成信号に関し、全体制御部 201からの対応する係数 (位相制 御信号) CIO, C11, · · , Cln等に基づき所定の送信指向性を得るための重み付けを 行う合計 n+ 1個（この例では n=6)の係数乗算器 221a0, 221al, · · , 221anと、こ れら n+ 1個の係数乗算器 221a0〜anからの出力を合成する加算器 222とをそれぞ れ備えている。各系統の加算部 222からの出力は前述の DZA変換器 232、 RF回 路 290をそれぞれ介して対応するアンテナ 101の給電アンテナ素子 POに供給される
[0027] 周波数変換部 300には、上記同様に m系統が設けられており、各系統は、上記 A ZD変 241より出力された重み付け後の受信信号に含まれる複素数の I成分と Q成分に対し、互いに直交するデジタル信号 bit列をそれぞれ乗算して I Q直交復 調（直交検波）を行う合計 n+ 1対 (この例では n=6)の係数乗算器 261a, 261bと、 これら n+ 1対の係数乗算器 261a, 261bからの出力を合成し所定のフィルタリングを 行う FIRフィルタ部 262とをそれぞれ備えて!/、る。
[0028] 受信側デジタル指向性制御部 250には、上記同様、アンテナ 101の個数 m (上記 の例では m=6)に対応して m系統が設けられており、各系統は、 FIR262より出力さ れた受信信号に関し、全体制御部 201からの対応する係数 (位相制御信号) D10, D 11, · · , Din等に基づき所定の送信指向性を得るための重み付けを行う合計 n+ 1個 (この例では n=6)の係数乗算器 251— 0, 251 - 1, · · , 251—nと、これら n+ 1個 の係数乗算器 251— 0〜251—nからの出力を合成する加算器 252とをそれぞれ備 えている。
[0029] 受信側信号処理部 260には（たとえば加算器 252に接続して）図示しない誤り検出 器 (CRC検出器等)が接続されており、エラー状態監視回路 204は受信側信号処理 部 260の各誤り検出器力も供給される誤り検出信号に応じて、選択回路 270に選択 指令信号を出力する (なお、エラー状態監視回路 204は上記検出信号に応じた監視 結果をエラーフラグ等の情報として全体制御部 201にも出力する)。この選択指令信 号は、誤り検出器において正常な検出結果を出力した系統の出力を選択するように 指示するものであり、選択回路 270は、各系統の信号のうち、上記選択指令信号に 対応した信号を選択して復号部 271へ出力する。
[0030] このようにして各系統の加算器 252からの出力は受信側信号処理部 260を介して 選択回路 270で選択された後、復号部 271で復号化され、さらに返答 Bit列解釈部 2 72で解釈されて受信情報として取り出される。これにより、他の無線通信装置 301等 、通信相手との通信後、当該通信相手が本実施形態の無線通信装置 1に対しどのよ うな通信を要求している力 すなわち、当該他の無線通信装置 301のアンテナ（素子 )数や、相手方ユーザのアプリケーション (通信内容が画像である力、音声であるか、 テキストのみのファイルである力、メールであるか等）や、どの程度のデータ転送時間 •リアルタイム性 ·電力 ·ユーザ希望優先順位等を要求して ヽるか、等を情報として全 体制御部 201で取得することができる。
[0031] なお、受信側信号処理部 260の各系統にはまた、 RSSI (Received Signal Str ength Indicator)回路 260A (図 4にのみ概念的に表示）が設けられており、この R SSI回路 260Aの検出信号「RSSI」が受信信号強度 (受信電界強度)情報として全 体制御部 201に入力されるようになって 、る。
[0032] また、相関記憶部 206には、各国、地方、その他の地理的環境の位置情報と、当 該地理的環境において適用される法規'法令等にて遵守すべきとされる（=許容され る）最大通信範囲の情報との相関が予め格納保持されている。なお、この相関は、図 示しない操作手段を介した適宜の操作者の操作入力により後カゝら追加、修正、上書 き等を可能としてもよい。あるいは適宜のネットワーク通信等を介し手動 ·自動でそれ ら追加等を可能としてもよい。全体制御部 201は、 GPSから入力制御部 205を介し 位置情報が入力されると、上記相関制御部 206にアクセスしてこの位置情報に対応 する上記最大通信範囲情報 (通信範囲の制限値)を取得できるようになって!/、る。
[0033] 図 7は、本実施形態の無線通信装置 1の制御装置 200に備えられた全体制御部 2 01が実行する制御手順を表すフローチャートである。図 7において、まずステップ S5 で、全 (この例では 6個の）アンテナ 101よる総指向性が略無指向性となるように初期 設定処理を行う。具体的には、例えばアナログ指向性制御部 280に制御信号を出力 し全 (この例では 6個の）アンテナ 101それぞれにおける無給電アンテナ素子 P1〜P 6による指向性をある所定値 (所定方向）に設定する (後述の図 8参照）とともに、受信 側デジタル指向性制御部 250への前述の制御係数 D10〜Dmn及び送信側デジタル 指向性制御部 220への前述の制御係数 C10〜Dmnを所定の値に設定し、これによ つて、すべてのアンテナ 101による総指向性が略全方向に対して略無指向性となる ように初期設定制御を行う。このとき、隣り合う各アンテナ 101の指向性 (領域)が互い に重なり合うように制御する（後述の図 8参照)。なお、これら初期設定値は、操作者 が（又は工場出荷時に)適宜に設定できるようにしても良 、。
[0034] その後、ステップ S10に移り、ステップ S5で設定した初期設定の下、コマンドビット 列生成部 274、符号化部 273、送信側信号処理部 210、周波数変換部 310、送信 側デジタル指向性制御部 220をそれぞれ制御してアンテナ 101よりビーコン信号を 送信し、待ち受け状態で待機する。図 8は、この初期設定後の待受け待機状態にお ける電波放射態様を模式的に表す説明図である。前述のように、隣り合う各アンテナ 101の指向性 (領域）が互いに重なり合うようになって!/、る。
[0035] そして、ステップ S20において、上記ビーコン信号に対応して他の無線通信装置 3 01等の通信相手力もの応答信号が周波数変換部 300、受信側デジタル指向性制 御部 250、受信側信号処理部 260で受信され、選択回路 270、復号部 271を介して 返答 Bit列解釈部 272にてエラーなく受信された力どうかを判定する。応答信号の受 信が全くな力 たか、受信されてもエラーが生じて 、た場合 (エラー状態監視回路 20 4からのエラーフラグ等により検知）にはこの判定が満たされず、ステップ S 10に戻つ て弓 Iき続き待ち受け状態を継続する。
[0036] 他の無線通信装置 301等からの応答信号がエラーなく受信された場合、ステップ S 20の判定が満たされ、ステップ S100に移る。ステップ S100では、上記受信された 応答信号の解釈結果 (受信結果)より、当該他の無線通信装置 301との通信内容の 確認 (他の無線通信装置 301等のアンテナ素子の個数、要求される伝送レート、受 信強度等の各種情報の確認)及びこれに対応して本無線通信装置 1側での通信条 件設定処理が行われる。
[0037] 図 9は、このステップ S100の詳細手順を表すフローチャートである。まずステップ S 105で、上記応答信号の受信結果に基づき、通信相手である他の無線通信装置 30 1等のアンテナ素子数が 1個かどうかが判定される。他の無線通信装置 301が 2個以 上でなく 1個のアンテナ素子のみを備えていた場合には判定が満たされ、ステップ S 110に移る。
[0038] ステップ S110では、上記受信結果に基づき、他の無線通信装置 301から要求され ている伝送レート (伝送速度）が比較的高いかどうかを判定する（例えば所定のしきい 値との大小を比較すればよい)。要求伝送レートが比較的低い場合には、判定が満 たされずステップ S 115に移る。
[0039] ステップ S115では、上記受信結果に基づき、他の無線通信装置 301からの応答 信号受信時の受信信号強度 (上記 RSSI回路 260Aにより検出）が比較的大きいかど うかを判定する（例えば所定のしきい値との大小を比較すればよい)。受信信号強度 が比較的大きい場合は判定が満たされてステップ S 120に移り、 m個（この例では m =6)のアンテナ 101のうち例えば当該受信信号強度が最大である（あるいはエラー 率が最も低いものでもよい） 1つのアンテナ 101を用い、当該アンテナ 101が備えて V、る指向性 (ステップ S5で所定方向に設定）はそのままで引き続き他の無線通信装 置 301との通信を行うように各部へ制御信号を出力する。またこのとき、設定された通 信範囲の大きさが、上記 GPSから入力した位置情報に基づく通信範囲の制限値の 範囲内であるかどうかの比較判定を行い、必要に応じて適宜補正を行う（詳細は後述 )。一方、受信信号強度が比較的小さい場合はステップ S 115の判定が満たされずス テツプ S 125に移り、 m個（この例では m = 6)のアンテナ 101のうち例えば当該受信 信号強度が最大である（ある 、はエラー率が最も低 、ものでもよ 、） 1つのアンテナ 1 01を用い、当該アンテナ 101が備えて 、る指向性 (ステップ S 5で所定方向に設定） を略全方向に略無指向性として他の無線通信装置 301との通信を行うように送信側 デジタル指向性制御部 220、受信側デジタル指向性制御部 250やアナログ指向性 制御部 280等に制御信号を出力する。このときも上記同様、通信範囲の制限値との 比較及び適宜の補正を行う（詳細は後述)。
[0040] 一方、ステップ S110で、他の無線通信装置 301から要求されている伝送レート (伝 送速度）が比較的高力つた場合には、判定が満たされステップ S130に移る。ステツ プ S130では、前述のステップ S115と同様、他の無線通信装置 301からの応答信号 受信時の受信信号強度が比較的大き 、かどうかを判定する。受信信号強度が比較 的大きい場合は判定が満たされてステップ S 135に移り、 m個（この例では m=6)の アンテナ 101のうち例えば所定の（例えば受信信号強度が大きい又はエラー率が低 V、） N本（但し N≤ m)のアンテナ 101を用いて公知のダイバーシチ制御を行うように 各部へ制御信号を出力する。一方、受信信号強度が比較的小さい場合はステップ S 130の判定が満たされずステップ S140に移り、 m個（この例では m=6)のアンテナ 1 01のうち例えば所定の（例えば受信信号強度が大き 、又はエラー率が低 、) N本 (N ≤m)のアンテナ 101を用い、公知の適応アレー制御を行うように送信側デジタル指 向性制御部 220、受信側デジタル指向性制御部 250やアナログ指向性制御部 280 等に制御信号を出力する。これらステップ S135、ステップ S140でも上記同様、通信 範囲の制限値との比較及び適宜の補正を行う（詳細は後述)。
[0041] また、ステップ S105において、通信相手である他の無線通信装置 301等のアンテ ナ素子数が 2個以上であった場合には判定が満たされず、ステップ S145に移る。ス テツプ S 145では、上記ステップ S 110と同様、上記受信結果に基づき、他の無線通 信装置 301から要求されて 、る伝送レート (伝送速度）が比較的高 、かどうかを判定 する。要求伝送レートが比較的低い場合には、判定が満たされず前述のステップ S1 30に移り、以降前述と同様の手順を行う。要求伝送レートが比較的高い場合には、 ステップ S150に移り、 m個（この例では m=6)のアンテナ 101のうち例えば所定の（ 例えば受信信号強度が大きい又はエラー率が低い) N本 (N≤m)のアンテナ 101を 用い、公知の多入力多出力（MIMO : Multiple Input Multiple Output)方式 の通信を行うように送信側デジタル指向性制御部 220、受信側デジタル指向性制御 部 250やアナログ指向性制御部 280等に制御信号を出力する。このときも上記同様 、通信範囲の制限値との比較及び適宜の補正を行う（詳細は後述)。
[0042] なお、以上は、アンテナ素子本数の大小、要求伝送レートの高低、受信信号強度 の大小によって通信条件を種々設定する場合を例にとって説明したが、これに限ら れず、受信信号力 取得できるその他の情報、例えば、相手方ユーザのアプリケー シヨン（通信内容が画像である力、音声であるか、テキストのみのファイルである力、メ ールであるか等)や、どの程度のデータ転送時間 ·リアルタイム性 ·電力 ·ユーザ希望 優先順位等を要求して 、るか等に基づき、上記通信条件を設定してもよ 、。
[0043] 図 10は、上記ステップ S 120、ステップ S 125、ステップ S 135、ステップ S 140、ステ ップ S150の詳細手順を表すフローチャートである。まずステップ S205で、上記各ス テツプに対応した各種通信条件 (アンテナ本数、指向性の有無やその変化、ダイバ ーシチ制御 ·適応アレー制御 ·ΜΙΜΟ通信の適用有無、送信出力、受信利得等）の 設定を行う。
[0044] その後、ステップ S210〖こ移り、上記ステップ S205で設定した (少なくとも指向性を 含む)各種条件に基づき、その設定における通信範囲 (例えば水平断面で見た断面 積等)を算出する。
[0045] そして、ステップ S215において、入力制御部 205を介し、上記 GPSより当該無線 通信装置 1の位置情報を取得する。その後、ステップ S220に移り、上記ステップ S21 5で取得した位置情報に基づき相関制御部 206にアクセスし、その位置情報に対応 する前述の最大通信範囲情報 (通信範囲の制限値)を取得し、当該通信範囲制限 値を一旦適宜の箇所 (RAM等）に記憶設定する。 [0046] その後ステップ S225に移り、上記ステップ S210で算出した (現時点での）各種通 信条件設定に基づく通信範囲が、上記ステップ S220で位置情報に対応して設定さ れた通信範囲制限値以下であるかどうかを判定する。
[0047] 算出された通信範囲が制限値より大きければステップ S225の判定が満たされず、 ステップ S230に移る。ステップ S230では、上記算出された通信範囲が上記通信範 囲制限値となるように (又は通信範囲制限値以下となるように）、アナログ指向性制御 部 280、受信側デジタル指向性制御部 250、送信側デジタル指向性制御部 220へ の制御信号の設定 (前述の制御係数 D10〜Dmnや制御係数 C10〜Dmn等）を修正 し、これによつて指向性を補正する。
[0048] 次にステップ S235に移り、上記指向性の補正のみならず、送信出力（パワー）の補 正の必要があるかどうかを判定する。具体的には、上記指向性の補正のみでは前述 の通信範囲の制限値以下とならない (あるいは困難である)場合や、指向性の補正と 送信出力の補正とを併せて行うほうが、より容易又は円滑に通信範囲を制限値以下 にできるかどうかを判定する。送信出力の補正の必要がない場合はステップ S235の 判定が満たされず、このルーチンを終了する。送信出力の補正が必要である場合に は、判定が満たされてステップ S240に移り、送信側デジタル指向性制御部 220、あ るいは DZA変 232、若しくは RF回路 290等に設けた (又はこれらとは別に制御 装置 200内に設けた）図示しな 、可変アンプへの制御信号を (例えば減少方向に） 補正し、このルーチンを終了する。
[0049] ステップ S225において、ステップ S210で算出された通信範囲の大きさ力 ステツ プ S220で設定された通信範囲の制限値以下であればこの判定が満たされ、このル 一チンを終了する。なお、算出された通信範囲の大きさが、通信範囲の制限値以下 であった場合、通信範囲の大きさが当該制限値近傍の値となるように、アンテナ手段 101A〜Fの複数のアンテナ素子 P0〜P6による指向性を制御するようにしてもよい。
[0050] 図 9【こ戻り、以上のよう【こしてステップ S120、ステップ S125、ステップ S135、ステツ プ S140、ステップ S150が終了したら、ステップ S155に移り、 m本のアンテナ 101の うち、それらステップ S120、ステップ S125、ステップ S135、ステップ S140、ステップ S150で使用するもの以外の残りのアンテナ 101による総指向性が略無指向性となる ように上記ステップ S5と同様の処理を行う。なお、これら残りのアンテナ 101の通信動 作を停止させるようにしてもよい。ステップ S155が完了するとこのルーチンを終了す る。
[0051] 図 7に戻り、上記のようにしてステップ S100が終了すると、ステップ S25に移り、上 記ステップ S100にお 、て前述した通信条件設定の下で、コマンドビット列生成部 27 4、符号化部 273、送信側信号処理部 210、周波数変換部 310、送信側デジタル指 向性制御部 220をそれぞれ制御してアンテナ 101より信号を送信し、他の無線通信 装置 301との通信を開始する。
[0052] 図 11、図 12は、このとき実行される他の無線通信装置 301との通信態様を模式的 に表す説明図である。図 11は、他の無線通信装置 301のアンテナ素子の数が 1つで あって、要求伝送レートが低くかつ受信信号強度が大きぐステップ S120において 設定が行われた結果、 1つのアンテナ 101で当該アンテナ 101が備えている指向性（ ステップ S5で所定方向に設定）はそのままで引き続き他の無線通信装置 301との通 信が行われて 、る状態の一例を表して 、る。
[0053] 一方、図 12は、他の無線通信装置 301のアンテナ素子の数が 1つであって、要求 伝送レートが高くかつ受信信号強度が小さぐステップ S140において設定が行われ た結果、 N本（この例では N = 2)のアンテナ 101E, 101Fで適応アレー制御により当 該他の無線通信装置 301に対し (送信又は受信)感度が最大となるように制御されつ つ通信が行われて 、る状態の一例を表して 、る。
[0054] また、他の無線通信装置 301のアンテナ素子の数が 2つ以上であって、要求伝送 レートが高 、場合はステップ S 150にお!/、て N本のアンテナ 101を用いて MIMO通 信が行われるが、図 13は、この MIMO通信の挙動を概念的に表す概念的説明図で ある。なお、この図では、図示を明確ィ匕するために、本実施形態の無線通信装置 1に おけるアンテナ 101の数を 3つとし、またその通信相手である他の無線通信装置 301 も、本実施形態の無線通信装置 1と同様の構成を備えているものとして図示している 。図示のように無線通信装置 1の 3個の送信アンテナ 101と他の無線通信装置 301 の 3個の受信アンテナ 101とで通信を行う場合、送受信間のチャネル応答は 3 X 3の 行列で表される。この場合、マルチパス環境下にある MIMO通信においては図示の ように 3 X 3 = 9本の伝送路 (チャネル)を、固有値変換により仮想的に 3本の独立な チャネルとすることができるので、空間の利用性を高めることができる。
[0055] 図 7に戻り、以上のようにしてステップ S25が終了すると、ステップ S30に移り、操作 者力も通信終了指示があった力どうかを判定する。無線通信装置 1に備えられた図 示しな ヽ操作手段を介し、操作者等による無線通信停止指示がなされた場合にはこ の判定が満たされ、フローを終了する。停止指示があるまではこの判定が満たされず 、ステップ S35に移る。
[0056] ステップ S35では、上記ステップ S10と同様、ビーコン信号を送信し待受け状態と する。この際、ステップ S 120、ステップ S 125、ステップ S 135、ステップ S 140、ステツ プ S 150で設定した 1〜N本のアンテナはすでに他の無線通信装置 301との通信に ぉ 、て使用して 、るので、例えばそれ以外の残りのアンテナ 101のみを用いて上記 ビーコン信号を送信すればよ!、。
[0057] その後、ステップ S40に移り、前述のステップ S20と同様、上記ビーコン信号に対応 してさらに他の無線通信装置 302等の通信相手が出現し、それからの応答信号が周 波数変換部 300、受信側デジタル指向性制御部 250、受信側信号処理部 260で受 信され、選択回路 270、復号部 271を介して返答 Bit列解釈部 272にてエラーなく受 信された力どうかを判定する。応答信号の受信が全くな力 たか、受信されてもエラ 一が生じていた場合にはこの判定が満たされず、ステップ S25に戻って同様の手順 を繰り返す。
[0058] さらに他の無線通信装置 302等力 の応答信号がエラーなく受信された場合、ステ ップ S40の判定が満たされ、ステップ S 200に移る。ステップ S 100では、上記ステツ プ S100と同等の処理が行われ、上記受信された応答信号の解釈結果 (受信結果） より、当該さらに他の無線通信装置 302との通信内容の確認 (アンテナ素子の個数、 要求される伝送レート、受信強度等の各種情報の確認)及びこれに対応して本無線 通信装置 1側での通信条件設定処理が行われる。その詳細は、例えばステップ S 10 0と同様、図 11に示したもので足りるので説明を省略する。
[0059] 上記ステップ S200が終了すると、ステップ S45に移り、前述のステップ S25と同様、 上記ステップ S200にお 、て前述した通信条件設定の下で、コマンドビット列生成部 274、符号化部 273、送信側信号処理部 210、周波数変換部 310、送信側デジタル 指向性制御部 220をそれぞれ制御してアンテナ 101より信号を送信し、上記さらに他 の無線通信装置 302との通信を開始する。
[0060] 図 14は、このとき実行されるさらに他の無線通信装置 302との通信態様を模式的 に表す説明図である。図 14は、既にアンテナ 101E, 101Fによって 1つのアンテナ 素子を備えた他の無線通信装置 301との通信を適応アレー方式で行っているときに 、さらに他の無線通信装置 302が出現し、その他の無線通信装置 302のアンテナ素 子の数が 2つであって要求伝送レートが高ぐ図 11のステップ S150において設定が 行われた結果、（例えば通信に供されていないアンテナ 101A, 101B, 101C, 101 Dのうち受信電力の一番大きいもの及びそれに次ぐものとして選択された)アンテナ 1 01B, 101Cを用いて当該さらに他の無線通信装置 302との間に MIMO方式による 通信が開始された状態の例を表している。
[0061] 図 7に戻り、以上のようにしてステップ S45が終了すると、ステップ S40に戻り、同様 の手順を繰り返す。
[0062] 図 15は、以上のような構成の本実施形態の無線通信装置 1の実際の適用例を表し た図である。図 15において、この例では、自動車 AMの室内前方にあるインナーパ ネル IPのハンドル SWと反対側 (助手席側）に無線通信装置 1が設けられ、また室内 後方 (後部座席側）には図示しないアンテナを備えたテレビ CT (前述の他の無線通 信装置 301等に相当）が設けられている。そして、無線通信装置 1の複数のアンテナ 101とテレビ CTとの間で通信が行われるとともに、他の複数のアンテナ 101と地上側 の基地局 BP (前述の他の無線通信装置 301等に相当。あるいは人工衛星等でもよ い）との間で通信が行われている。このとき無線通信装置 1は無線送信装置又は無 線受信装置として機能しており、これら無線通信装置 1, 301, 301で無線通信シス テム Sが構成されている。
[0063] 図 16は、本実施形態の無線通信装置 1の別の適用例を表した図である。図 16に おいて、この例では、 2台の自動車 AM, AMそれぞれに、上記図 15と同様、インナ 一パネル IPに無線通信装置 1が設けられている。そして、それら 2つの無線通信装置 1, 1どうしの間で例えば複数のアンテナ 101を用いて通信（いわゆる車々間通信）が 行われている。この場合、一方の無線通信装置 1に着目すれば、他方の無線通信装 置 1は前述した他の無線通信装置 301に相当し、これら無線通信装置 1, 301で無 線通信システム Sが構成されている。また無線通信装置 1は無線送信装置又は無線 受信装置として機能している。
[0064] 以上において、無線通信装置 1に備えられた複数のアンテナ 101 (上記の例では 1 01A〜F)の全体が、各請求項記載の、複数のアンテナ素子を備えたアンテナ手段 を構成する。また、制御装置 200に備えられた、受信側デジタル指向性制御部 250、 送信側デジタル指向性制御部 220、アナログ指向性制御部 280が、アンテナ手段の 複数のアンテナ素子による指向性を制御する指向性制御手段を構成する。
[0065] また、全体制御部 201が実行する図 10に示したフローのステップ S210が、指向性 制御手段で指向性が制御された前記アンテナ手段による通信範囲 (水平断面面積） の大きさを算出する範囲算出手段に相当し、ステップ S220が、位置情報に基づき、 対応する通信範囲の制限値を設定する制限設定手段に相当し、ステップ S225が、 算出された通信範囲の大きさと、設定された通信範囲の制限値とを比較する比較手 段に相当する。また、ステップ S240が、比較手段による比較結果に応じ、指向性制 御手段と連携してアンテナ手段からの電波到達範囲を制御するための電波出力制 御手段を構成する。
[0066] 以上説明したように、本実施形態における無線通信装置 1は、複数のアンテナ素子 P0〜P6を備えたアンテナ手段（この例ではアンテナ 101A〜F)と、このアンテナ手 段 101A〜Fの複数のアンテナ素 P0〜P6による指向性を制御する指向性制御手段 (この例では受信側デジタル指向性制御部 250、送信側デジタル指向性制御部 220 、アナログ指向性制御部 280)とを有する無線通信装置 1であって、指向性制御手段 220, 250, 280で指向性が制御されたアンテナ手段 101A〜Fによる通信範囲の大 きさを算出する範囲算出手段 (この例では全体制御部 201が実行するステップ S210 )と、位置情報に基づき、対応する通信範囲の制限値を設定する制限設定手段 (この 例では全体制御部 201が実行するステップ S220)と、算出された通信範囲の大きさ と、設定された通信範囲の制限値とを比較する比較手段 (この例では全体制御部 20 1が実行するステップ S225)とを有することを特徴とする。 [0067] 本実施形態の無線通信装置 1においては、指向性制御手段 220, 250, 280でァ ンテナ手段 101A〜Fの複数のアンテナ素子 P0〜P6による指向性を制御するとき、 範囲算出手段 S210でそのアンテナ手段 101A〜Fの通信範囲の大きさを算出する とともに、制限設定手段 S220で位置情報に基づき通信範囲制限値を設定する。そ して、比較手段 S225で、上記範囲算出手段 S210で算出された通信範囲と制限設 定手段 S220で設定された通信範囲制限値とを比較する。これにより、例えば範囲算 出手段 S210で算出された通信範囲のほうが制限設定手段 S220で設定された通信 範囲制限値より大きい場合には、通信範囲の大きさが当該制限値以下となるように指 向性制御手段 220, 250, 280で制御することが可能となる。これにより、国、地方、 その他地理的環境において適用される法規等にて遵守するべき通信範囲の制限は 遵守しつつ、その遵守できる範囲で最大の通信範囲を実現し、効率的な通信を行う ことができる。
[0068] 上記実施形態における無線通信装置 1においては、指向性制御手段 220, 250, 280は、比較手段 S225による比較結果に応じ、算出された通信範囲の大きさが設 定された通信範囲の制限値を超える場合には、通信範囲の大きさが制限値以下とな るように、アンテナ手段 101A〜Fの複数のアンテナ素子 P0〜P6による指向性を制 御することを特徴とする。
[0069] 通信範囲の大きさが制限値以下となるように指向性制御手段 220, 250, 280で制 御することにより、国、地方、その他地理的環境において適用される法規等にて遵守 するべき通信範囲の制限を遵守するように制御することができる。
[0070] 上記実施形態における無線通信装置 1においては、指向性制御手段 220, 250, 280が、比較手段 S225による比較結果に応じ、算出された通信範囲の大きさが設 定された通信範囲の制限値以下であった場合、通信範囲の大きさが当該制限値近 傍の値となるように、アンテナ手段 101A〜Fの複数のアンテナ素子 P0〜P6による 指向性を制御することを特徴とする。
[0071] 範囲算出手段 S210で算出された通信範囲のほうが制限設定手段 S210で設定さ れた通信範囲制限値より小さい場合には、通信範囲の大きさが当該制限値又は少な くともその近傍の値となるように指向性制御手段 220, 250, 280で制御することがで き、制限内において最大の通信範囲をさらに確実に実現し、効率的な通信を行うこと ができる。
[0072] 上記実施形態における無線通信装置 1においては、比較手段 S225による比較結 果に応じ、指向性制御手段 220, 250, 280と連携してアンテナ手段 101A〜Fから の電波到達範囲を制御するための電波出力制御手段 (この例では全体制御部 201 が実行する S240)を有することを特徴とする。
[0073] 指向性制御と併せて出力制御を行うことにより、法規等に基づく通信範囲の制限遵 守範囲内での最大通信範囲をさらに確実に実現し、効率的な通信を行うことができる
[0074] 図 17は、この効果を得られる上記無線通信装置 1の実際の例を表した図である。
図 17において、この例では、家屋 HSの第 1の部屋 R1内に配置された DVDデッキ D Dに無線通信装置 1が設けられる一方、この第 1の部屋 R1と比較的厚い壁面 WAを 介し仕切られた第 2の部屋 R2内に、図示しないアンテナを備えたテレビ PT (前述の 他の無線通信装置 301等に相当）が設けられている。そして、無線通信装置 1の複 数のアンテナ 101とテレビ PTとの間で通信が行われるとともに、他の複数のアンテナ 101と基地局 BP (前述の他の無線通信装置 301等に相当。あるいは人工衛星等で もよい）との間で通信が行われている。このとき無線通信装置 1は無線送信装置又は 無線受信装置として機能しており、これら無線通信装置 1, 301で無線通信システム Sが構成されている。
[0075] この場合、第 1の部屋 R1と第 2の部屋 R2とが厚い壁面 WAで仕切られていることか ら（いわゆる壁越し通信となる）、 DVDデッキ DDの無線通信装置 1と、テレビ PT (他 の無線通信装置 301等に相当）との間は電波の減衰が大きぐ通信が困難となる可 能性がある。上記のように指向性制御と併せて出力制御を行い、法規等に基づく通 信範囲の制限遵守範囲内で出力を増大させて最大通信範囲を伸ばすことで、上記 壁面 WAを超えての確実かつ効率的な通信を実現することができる。
[0076] また、上記をさらに拡張すれば、指向性制御と併せて出力制御を行うことにより、法 規等に基づく通信範囲の制限遵守範囲内で最大通信範囲を実現することで、実質 的に通信距離を伸ばすことも可能となる。図 18はこのような効果の一例を具体的に 説明するための説明図である。
[0077] 図 18は、本実施形態の無線通信システム Sを、小電力データ通信システム (無線し AN)の空中線利得条件の緩和に活用した場合を表している。現行の日本国の電波 法の規制によれば、現在無線 LANで使用可能な空中線利得は (原則として)最大 2 . 14dBiである。このため、送信する無線通信装置 1側からの指向性を略無指向性又 は比較的広い指向性で通信しょうとする場合には、その通信範囲（面積)が上記制限 値に制限される結果、比較的通信距離が短くなり、遠距離にある通信相手まで電波 を届力せることができない（図 18 (a)参照)。
[0078] ここで、送信する無線通信装置 1側にお!、て前述のようにして指向性を比較的狭く 絞るようにすれば相対的に通信範囲（面積)が狭くなるので、その分送信出力を増大 させて通信距離を伸ばすことができる。この結果、図 18 (b)に示すように、例えば最 大 3倍程度通信距離を伸ばすことができ、上記通信相手に対しても電波を届力せる ことができる。
[0079] 上記実施形態における無線通信装置 1にお!/、ては、位置情報とこれに対応する通 信範囲の制限値との相関を格納保持する記憶手段 (この例では相関記憶部 206)を 有し、制限設定手段 S220は、記憶手段 206に保持された相関に基づき、通信範囲 の制限値を設定することを特徴とする。
[0080] これにより、位置情報に基づき記録手段 206の相関情報を参照して当該位置情報 に対応する通信範囲の制限値を取得することで、制限設定手段 S220が、位置情報 に対応した通信範囲制限値を容易に設定することができる。
[0081] 上記実施形態における無線通信装置 1においては、制限設定手段 S220は、全地 球測位システム (GPS)力 の位置情報に基づき、通信範囲の制限値を設定すること を特徴とする。
[0082] これにより、地球上のどの位置に無線通信装置 1が設けられても、当該位置の位置 情報を全地球測位システム (GPS)力 確実に取得し、対応する通信範囲制限値を 設定することができる。
[0083] 上記実施形態における無線通信装置 1においては、アンテナ手段 101は、複数の アンテナ素子 P0〜P6をそれぞれ有する複数のアンテナ 101A〜F力 なり、多入力 多出力方式の無線通信システム sに使用可能に構成されていることを特徴とする。
[0084] これにより、多重伝送路による大容量伝送又は単一伝送路による高能率伝送を実 行することができる。
[0085] 上記実施形態における無線通信装置 1においては、アンテナ手段 101の複数のァ ンテナ素子 P0〜P6は、信号が給電される給電素子 P0と、この給電素子 POから所定 間隔離れて設けられ、信号が給電されない少なくとも 1つの無給電素子 P1〜P6とを 含み、誘電体 120に封入又は装荷され、互いに所定の間隔に配置されていることを 特徴とする。
[0086] 給電素子 POと無給電素子 P1〜P6を備え無給電素子 P1〜P6へのリアクタンス制 御で指向性を制御可能なエスパアンテナを用い、さらにそれら複数の素子 P0〜P6 を誘電体に封入 (又は装荷)することにより、広帯域 ·高利得特性を得られるとともにァ ンテナ 101を小型化することができる。
[0087] 上記実施形態における無線通信装置 1においては、指向性制御手段 220, 250, 280は、給電素子 POの指向性を制御する給電側制御手段 220, 250と、無給電素 子 P1〜P6の指向性を制御する無給電側制御手段 280とを有することを特徴とする。
[0088] デジタル制御系となる各アンテナ 101の給電素子 PO側だけで m個のアンテナ 101 全体の指向性制御を行おうとすると、アンテナ及び RF回路系の数及びそれらに対応 したデジタル処理が大が力りなものとなる。一方、アナログ制御系となる各アンテナ 1 01の無給電素子側 P1〜P6だけで適応動作等の指向性制御を行おうとする場合も、 上記同様にデジタル処理が大が力りなものとなる。
[0089] 本実施形態の無線通信装置 1においては、図 19にその指向性特性のイメージを概 念的に表すように、まず指向性のおおざつばな設定を無給電側制御手段 280で行つ ておき (領域 G1参照）、更に細かな指向性制御を給電側制御手段 220, 250で行い (領域 G2参照）、これらを併せて用いることで、より指向性 ¾|¾くすることができる (領 域 G参照)。また、指向性制御システムとしての柔軟性を向上させることもできる。
[0090] なお、本実施形態は、上記に限られず、種々の変形が可能である。すなわち例え ば、上記実施形態においては、図 11に示すフローにおいてステップ S 150で MIMO 通信を行うように制御するとき、特にその詳細については説明しな力つた力 この Ml MO通信制御にお 、ては公知の時空間符号化方式 (STC)又は空間分割多重方式 (SDM)の手法とすればよい。また、公知の直交周波数分割多重方式 (OFDM)の 手法を適宜組み合わせるようにしてもょ ヽ。
[0091] すなわちこの場合、無線通信装置 1においては、通信方式制御手段 S100は、通 信方式を、時空間符号化方式又は空間分割多重方式、及び直交周波数分割多重 方式のうち、少なくとも 、ずれか一方をさらに組み合わせた通信方式に制御する。
[0092] これにより、送信したい時系列データに対して時間領域と空間領域で信号を組み 替えて伝送する制御（ =時空間符号化方式； STC)や、送信のアンテナ素子ごとに 等電力で別々の情報を乗せて伝送する制御（ =空間分割多重方式； SDM)や、広 周波数帯域情報を狭周波数帯域の多数のサブチャネルに展開するマルチキャリア 伝送制御（ =直交周波数分割多重方式； OFDM)等を実現し、通信相手と効率のよ Vヽ通信を確実に行うことができる。
[0093] また、以上は複数のアンテナ素子 P0〜P6をそれぞれ備えた複数のアンテナ 101A 〜： L01Fを用いた場合を例にとって説明した力 これに限られず、 1つのアンテナ素 子を備えた複数のアンテナ全体として備えれる複数のアンテナ素子に対して同様の 制御を行ってもよ 、し、 1つのアンテナのみに備えられる複数のアンテナ素子に対し て同様の制御を行ってもよ！ヽ。 V、ずれの場合も同様の効果を得る。
[0094] また、以上は位置情報を GPSより取得した力 これに限られない。すなわち、図示し ない操作手段により操作者が無線通信装置 1の存在位置を入力するようにしたり、あ るいは GPS以外のカーナビゲーシヨンシステム、カメラや画像処理装置を備えたモ- ター ·監視システムその他の各種システムより位置情報を取り込むようにしてもょ 、。 カーナビゲーシヨンシステムを用いた場合には、自動車で走行中に国家や地域 (例 えば国立公園の天文台付近やその他の電波規制領域など)の境界で法令の規制内 容 (最大通信範囲の大きさ）が変わる場合に、容易に連動させることができる。モニタ 一 ·監視システムを用いた場合には、電波環境が変化するような機械的'構造的な作 動が生じた場合 (ドアの開閉、空間の密閉性の変動、電波障害物の変動等)ときに、 これを認識することで容易に連動させることが可能となる。
[0095] 上記実施形態における無線通信装置 1は、 7個のアンテナ素子 P0〜P6を備えた 6 個のアンテナ 101A〜Fと、これらアンテナ 101A〜Fのアンテナ素子 P0〜P6による 指向性を制御する受信側デジタル指向性制御部 250、送信側デジタル指向性制御 部 220、及びアナログ指向性制御部 280とを有する無線通信装置 1であって、受信 側デジタル指向性制御部 250、送信側デジタル指向性制御部 220、及びアナログ指 向性制御部 280で指向性が制御されたアンテナ 101A〜Fによる通信範囲の大きさ を算出するステップ S210の手順と、位置情報に基づき、対応する通信範囲の制限 値を設定するステップ S220の手順と、算出された通信範囲の大きさと、設定された 通信範囲の制限値とを比較するステップ S225の手順とを有する。
[0096] 無線通信装置 1の受信側デジタル指向性制御部 250、送信側デジタル指向性制 御部 220、及びアナログ指向性制御部 280でアンテナ 101A〜Fのアンテナ素子 P0 〜P6による指向性を制御するとき、ステップ S210でそのアンテナ 101A〜Fの通信 範囲の大きさを算出するとともに、ステップ S220で位置情報に基づき通信範囲制限 値を設定する。そして、ステップ S225で、ステップ S210で算出された通信範囲とス テツプ S220で設定された通信範囲制限値とを比較する。これにより、例えばステップ S 210で算出された通信範囲のほうがステップ S 220で設定された通信範囲制限値よ り大きい場合には、通信範囲の大きさが当該制限値以下となるように受信側デジタル 指向性制御部 250、送信側デジタル指向性制御部 220、及びアナログ指向性制御 部 280で制御することが可能となり、ステップ S210で算出された通信範囲のほうがス テツプ S220で設定された通信範囲制限値より小さい場合には、通信範囲の大きさが 当該制限値又は少なくともその近傍の値となるように受信側デジタル指向性制御部 2 50、送信側デジタル指向性制御部 220、及びアナログ指向性制御部 280で制御す ることが可能となる。これにより、国、地方、その他地理的環境において適用される法 規等にて遵守するべき通信範囲の制限は遵守しつつ、その遵守できる範囲で最大 の通信範囲を実現し、効率的な通信を行うことができる。
[0097] 上記実施形態における無線通信システム Sは、無線送信装置 1及び他の無線通信 装置 301を備え、多入力多出力方式の通信が可能な無線通信システム Sであって、 無線送信装置 1及び他の無線受信装置 301が、 7個のアンテナ素子 P0〜P6を備え た 6個のアンテナ 101A〜Fと、これらアンテナ 101A〜Fのアンテナ素子 P0〜P6に よる指向性を制御する受信側デジタル指向性制御部 250、送信側デジタル指向性 制御部 220、及びアナログ指向性制御部 280と、受信側デジタル指向性制御部 250 、送信側デジタル指向性制御部 220、及びアナログ指向性制御部 280で指向性が 制御されたアンテナ 101A〜Fによる通信範囲の大きさを算出するステップ S210の 手順と、位置情報に基づき、対応する通信範囲の制限値を設定するステップ S220 の手順と、算出された通信範囲の大きさと、設定された通信範囲の制限値とを比較 するステップ S 225の手順とを有する。
[0098] 無線通信システム Sの無線通信装置 1又は無線通信装置 301にお 、て、受信側デ ジタル指向性制御部 250、送信側デジタル指向性制御部 220、及びアナログ指向性 制御部 280でアンテナ 101A〜Fのアンテナ素子 P0〜P6による指向性を制御すると き、ステップ S210でそのアンテナ 101A〜Fの通信範囲の大きさを算出するとともに 、ステップ S220で位置情報に基づき通信範囲制限値を設定する。そして、ステップ S 225で、ステップ S210で算出された通信範囲とステップ S220で設定された通信範 囲制限値とを比較する。これにより、例えばステップ S210で算出された通信範囲の ほうがステップ S220で設定された通信範囲制限値より大きい場合には、通信範囲の 大きさが当該制限値以下となるように受信側デジタル指向性制御部 250、送信側デ ジタル指向性制御部 220、及びアナログ指向性制御部 280で制御することが可能と なり、ステップ S210で算出された通信範囲のほうがステップ S220で設定された通信 範囲制限値より小さい場合には、通信範囲の大きさが当該制限値又は少なくともそ の近傍の値となるように受信側デジタル指向性制御部 250、送信側デジタル指向性 制御部 220、及びアナログ指向性制御部 280で制御することが可能となる。これによ り、国、地方、その他地理的環境において適用される法規等にて遵守するべき通信 範囲の制限は遵守しつつ、その遵守できる範囲で最大の通信範囲を実現し、効率的 な通信を行うことができる。
図面の簡単な説明
[0099] [図 1]本発明の一実施形態の無線通信装置を備えた無線通信システムの全体概略 を表すシステム構成図である。
[図 2]図 1に示したアンテナの詳細構造を表す斜視図である。 [図 3]図 1及び図 2に示したアンテナの制御系を説明するための説明図である。
[図 4]図 1に示した制御装置の詳細構成を表す機能ブロック図である。
[図 5]図 4に示した構成のうち送信側に係る機能の詳細構成を表す機能ブロック図で ある。
[図 6]図 4に示した構成のうち受信側に係る機能の詳細構成を表す機能ブロック図で ある。
[図 7]図 1に示した制御装置の全体制御部が実行する制御手順を表すフローチャート である。
[図 8]初期設定後の待受け待機状態における電波放射態様を模式的に表す説明図 である。
[図 9]ステップ S100の詳細手順を表すフローチャートである。
[図 10]ステップ S 120、ステップ S 125、ステップ S 135、ステップ S 140、ステップ S 15
0の詳細手順を表すフローチャートである。
[図 11]他の無線通信装置との通信態様を模式的に表す説明図である。
[図 12]他の無線通信装置との通信態様を模式的に表す説明図である。
[図 13]MIMO通信の挙動を概念的に表す概念的説明図である。
[図 14]さらに他の無線通信装置との通信態様を模式的に表す説明図である。
[図 15]無線通信装置の実際の適用例を表した図である。
[図 16]無線通信装置の別の適用例を表した図である。
[図 17]指向性制御と併せて出力制御を行う無線通信装置の実際の適用例を表した 図である。
[図 18]最大通信範囲を実現することで通信距離を伸ばす効果の一例を説明する説 明図である。
[図 19]無給電側制御手段と給電側制御手段とによる指向性制御特性のイメージを概 念的に表す図である。
符号の説明
1 無線通信装置 (無線送信装置;無線受信装置）
101A〜F アンテナ（アンテナ手段） 120 誘電体
200 制御装置
201 全体制御部
206 相関記憶部（記憶手段）
220 送信側デジタル指向性制御部 (給電側制御手段、指向性制 御手段）
250 受信側デジタル指向性制御部 (給電側制御手段、指向性制 御手段）
280 アナログ指向性制御部 (無給電側制御手段、指向性制御手 段）
300 周波数変換部
310 周波数変換部
301 無線通信装置
302 無線通信装置
P0 給電アンテナ素子 (給電素子、アンテナ素子）
Pl〜6 無給電アンテナ素子 (無給電素子、アンテナ素子）
S 無線通信システム

Claims

請求の範囲
[1] 複数のアンテナ素子を備えたアンテナ手段と、このアンテナ手段の前記複数のアン テナ素子による指向性を制御する指向性制御手段とを有する無線通信装置であつ て、
前記指向性制御手段で指向性が制御された前記アンテナ手段による通信範囲の 大きさを算出する範囲算出手段と、
位置情報に基づき、対応する通信範囲の制限値を設定する制限設定手段と、 前記算出された通信範囲の大きさと、前記設定された通信範囲の制限値とを比較 する比較手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。
[2] 請求項 1記載の無線通信装置において、
前記指向性制御手段は、
前記比較手段による比較結果に応じ、前記算出された通信範囲の大きさが前記設 定された前記通信範囲の制限値を超える場合には、通信範囲の大きさが当該制限 値以下となるように、前記アンテナ手段の前記複数のアンテナ素子による指向性を制 御することを特徴とする無線通信装置。
[3] 請求項 1記載の無線通信装置において、
前記指向性制御手段は、
前記比較手段による比較結果に応じ、前記算出された通信範囲の大きさが前記設 定された前記通信範囲の制限値以下であった場合には、通信範囲の大きさが当該 制限値近傍の値となるように、前記アンテナ手段の前記複数のアンテナ素子による 指向性を制御することを特徴とする無線通信装置。
[4] 請求項 2記載の無線通信装置において、
前記比較手段による比較結果に応じ、前記指向性制御手段と連携して前記アンテ ナ手段力 の電波到達範囲を制御するための電波出力制御手段を有することを特 徴とする無線通信装置。
[5] 請求項 1記載の無線通信装置において、
前記位置情報とこれに対応する前記通信範囲の制限値との相関を格納保持する 記憶手段を有し、
前記制限設定手段は、
前記記憶手段に保持された前記相関に基づき、前記通信範囲の制限値を設定す る
ことを特徴とする無線通信装置。
[6] 請求項 1記載の無線通信装置において、
前記制限設定手段は、全地球測位システムからの前記位置情報に基づき、前記通 信範囲の制限値を設定することを特徴とする無線通信装置。
[7] 請求項 1記載の無線通信装置において、
前記アンテナ手段は、
前記複数のアンテナ素子をそれぞれ有する複数のアンテナ力 なり、多入力多出 力方式の無線通信システムに使用可能に構成されていることを特徴とする無線通信 装置。
[8] 請求項 1記載の無線通信装置において、
前記アンテナ手段の前記複数のアンテナ素子は、
信号が給電される給電素子と、
この給電素子力 所定間隔離れて設けられ、信号が給電されない少なくとも 1つの 無給電素子とを含み、
誘電体に封入又は装荷され互いに所定の間隔に配置されていることを特徴とする 無線通信装置。
[9] 請求項 8記載の無線通信装置において、
前記指向性制御手段は、
前記給電素子の指向性を制御する給電側制御手段と、
前記無給電素子の指向性を制御する無給電側制御手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。
[10] 無線送信装置及び無線受信装置を備え、多入力多出力方式の通信が可能な無線 通信システムであって、
前記無線送信装置及び前記無線受信装置の少なくとも一方が、 複数のアンテナ素子を備えたアンテナ手段と、
このアンテナ手段の前記複数のアンテナ素子による指向性を制御する指向性制御 手段と、
この指向性制御手段で指向性が制御された前記アンテナ手段による通信範囲の 大きさを算出する範囲算出手段と、
位置情報に基づき、対応する通信範囲の制限値を設定する制限設定手段と、 前記算出された通信範囲の大きさと、前記設定された通信範囲の制限値とを比較 する比較手段と
を有することを特徴とする無線通信システム。
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