アンテナ選択方法、無線受信装置および無線送信装置
【課題】アンテナ選択に要する時間を短縮し、また不要なアンテナ切替回数を削減することができるアンテナ選択方法を得ること。
【解決手段】Ｍ本のアンテナのうちＮ本（Ｎ＜Ｍ）を通信相手との通信に用いる使用アンテナとして選択するアンテナ選択方法であって、通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組ごとに、その組を使用アンテナとした場合の通信品質を取得するステップと、通信品質に基づいて全組に対してそれぞれ優先度を設定するステップと、優先度の最も高い組を使用アンテナとして選択するステップと、通信中に通信品質を取得し、通信品質が閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始するステップ（Ｓ１２）と、アンテナ選択処理として、優先度の高い組から順に各組へのアンテナ切替えを実施し、通信品質が閾値以上となった組を使用アンテナとして選択してアンテナ選択処理を終了するステップ（Ｓ１３〜Ｓ１９）と、を含む。
【解決手段】Ｍ本のアンテナのうちＮ本（Ｎ＜Ｍ）を通信相手との通信に用いる使用アンテナとして選択するアンテナ選択方法であって、通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組ごとに、その組を使用アンテナとした場合の通信品質を取得するステップと、通信品質に基づいて全組に対してそれぞれ優先度を設定するステップと、優先度の最も高い組を使用アンテナとして選択するステップと、通信中に通信品質を取得し、通信品質が閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始するステップ（Ｓ１２）と、アンテナ選択処理として、優先度の高い組から順に各組へのアンテナ切替えを実施し、通信品質が閾値以上となった組を使用アンテナとして選択してアンテナ選択処理を終了するステップ（Ｓ１３〜Ｓ１９）と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ選択方法、無線受信装置および無線送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線セルラ通信における不感地対策やトラヒック分散などの目的でフェムトセル基地局の導入が進んでいる。フェムトセル基地局は家庭やオフィスなどの屋内に設置されることが想定されている超小型基地局であり、従来のマクロ基地局と比較してセル半径が小さく収容ユーザ数も少ない。ユーザの移動速度が小さくマクロ基地局と比較して無線伝搬環境が良好なこと、少数のユーザでの帯域独占が可能なこと、からフェムトセル基地局を用いる環境ではフェムトセル基地局には高スループットが求められる。また、フェムトセル基地局の普及にむけては小型化・低消費電力化・低コスト化が課題となる。
【０００３】
スループットを向上させる技術としてＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）すなわち複数アンテナを使用した空間多重伝送がある。しかし、アンテナ本数を増加させると、それに伴いＲＦ（Radio Frequency）回路や送受信回路が増大する、信号処理が複雑化する、などの問題がある。このため、小型化・低消費電力化・低コスト化が課題となるフェムトセル基地局においてアンテナ本数を増やすことは難しい。
【０００４】
そこで、フェムトセル基地局にてＭＩＭＯ伝送を行う場合には、アンテナ選択ダイバーシチ（複数本のアンテナから所定の本数のアンテナを選択して使用する）が考えられる。例えば、４本のアンテナから２本のアンテナを選択して使用する場合、フェムトセル基地局は２アンテナ分のＲＦ回路および送受信回路のみを搭載していればよく、また、２アンテナ分の信号処理を行えばよいので回路の複雑化を抑制できる。一方で、４本のアンテナから最適な２アンテナを選択することにより、アンテナ数が２本の場合と比較してスループットを向上させることが可能であり、性能向上と小型化・低消費電力化・低コスト化を両立させることができる。
【０００５】
下記特許文献１には、３本以上のアンテナから２本のアンテナを選択する際に、それぞれのアンテナの組での受信電界強度（ＲＳＳＩ：Receiveｄ Signal Strength Indicator）を測定し、ＲＳＳＩが最良となる２アンテナを選択する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３５２３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、アンテナの選択を行う場合に、全てのアンテナの組についてのＲＳＳＩを測定する必要があり、アンテナ本数が増加してアンテナの組み合わせ数が増加した場合にアンテナ選択に時間がかかる、という問題があった。また、不要なアンテナへの切替によりスループットが低下する、という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アンテナ選択に要する時間を短縮し、また、不要なアンテナ切替回数を削減することができるアンテナ選択方法、無線受信装置および無線送信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、Ｍ（Ｍは２以上の整数）本のアンテナのうちＮ本（Ｎは、Ｎ＜Ｍの整数）を通信相手との通信に用いる使用アンテナとして選択する無線通信装置におけるアンテナ選択方法であって、前記通信相手との通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組であるアンテナ組ごとに、当該アンテナ組を使用アンテナとして選択した場合の通信品質を取得する通信品質取得ステップと、前記通信品質に基づいて前記アンテナ組に対してそれぞれ優先度を設定する優先度設定ステップと、前記優先度の最も高い前記アンテナ組を使用アンテナとして選択する開始時選択ステップと、前記通信相手との通信中に通信品質を取得し、当該通信品質が所定の閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始するアンテナ選択開始ステップと、前記アンテナ選択処理として、前記優先度の高い前記アンテナ組から順に前記アンテナ組へのアンテナ切替えを実施し、通信品質が所定の閾値以上となったアンテナ組を使用アンテナとして選択して前記アンテナ選択処理を終了する通信時選択ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アンテナ選択に要する時間を短縮し、また、不要なアンテナ切替回数を削減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１のアンテナ選択方法を実施する無線受信装置の機能構成例を示す図である。
【図２】図２は、通信開始時における実施の形態１のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートを示す図である。
【図３】図３は、通信開始時をのぞく通信中における実施の形態１のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態２のアンテナ選択方法を実施する無線受信装置の機能構成例を示す図である。
【図５】図５は、通信開始時の、各アンテナの組と各ユーザのアンテナ合成後の受信信号のＳＩＲとの対応の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態３のアンテナ選択方法を実施する無線送信装置の機能構成例を示す図である。
【図７】図７は、通信開始時における実施の形態３のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートを示す図である。
【図８】図８は、通信開始時をのぞく通信中における実施の形態３のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態４のアンテナ選択方法を実施する無線送信装置の機能構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるアンテナ選択方法、無線受信装置および無線送信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるアンテナ選択方法を実施する無線受信装置（無線通信装置）の実施の形態１の機能構成例を示す図である。本実施の形態では、無線受信装置を基地局として、移動端末から送信された信号を受信する基地局受信（上りリンク受信）の動作を例にとって説明する。なお、無線受信装置は基地局に限定されず、通信相手も移動端末に限定されない。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態のアンテナ選択方法は、アンテナ１−１〜１−４と、ＲＦスイッチ２と、ＲＦ部３−１，３−２と、ＡＤ（Analog Digital）変換部４−１，４−２と、受信部５−１，５−２と、合成部６と、品質測定部７と、アンテナ選択部８と、を備える。
【００１５】
図１を用いて本実施の形態の動作を説明する。なお、図１では説明の簡略化のため、４本のアンテナから２本のアンテナを選択する例を示しているが、無線受信装置が備えるアンテナの本数、選択するアンテナの本数、はそれぞれこれらに限定されない。ＲＦ部、ＡＤ変換部および受信部は、選択するアンテナの本数分それぞれ備えることとする。
【００１６】
基地局である無線受信装置は、アンテナ１−１〜１−４において図示しない移動端末からの送信信号をＲＦ信号として受信する。ＲＦスイッチ２は、４本のアンテナ１−１〜１−４のうちの２本のアンテナを選択するスイッチであり、選択された２本のアンテナとＲＦ部３−１，３−２とをそれぞれ接続する。ＲＦスイッチ２は、アンテナ選択部８から通知されるアンテナ選択情報に基づいて、ＲＦ部３−１，３−２に接続するアンテナを選択する。アンテナ選択部８におけるアンテナ選択方法については後述する。
【００１７】
ＲＦスイッチ２により選択された２本のアンテナにより受信されたＲＦ信号は、ＲＦ部３−１，３−２にそれぞれ入力される。ＲＦ部３−１，３−２は、入力されたＲＦ信号をベースバンド信号に変換し、対応するＡＤ変換部４−１，４−２にそれぞれ入力する。ＡＤ変換部４−１，４−２は、入力されたベースバンド信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信部５−１，５−２へそれぞれ出力する。そして、受信部５−１，５−２は、入力されたディジタル信号をデータ信号と既知信号に分離し、既知信号に基づいてチャネル推定値を生成し、チャネル推定値とデータ信号を合成部６へ入力する。
【００１８】
合成部６は、受信部５−１，５−２からそれぞれ入力されたチャネル推定値に基づいて、データ信号に乗算する重み係数をアンテナ毎に生成し、アンテナ毎に重み係数とデータ信号を乗算し、この乗算結果を全アンテナ分（この例では２本のアンテナ分）加算することで、全アンテナ分の受信信号を合成する。
【００１９】
合成部６により生成されたアンテナ合成後の受信信号は図示しない後段の処理部に入力され、誤り訂正復号化などの後段の処理が施され、最終的な受信信号となる。また、アンテナ合成後の受信信号は品質測定部７へも入力される。品質測定部７は、アンテナ合成後の受信信号に基づいてアンテナ合成後の受信品質を測定し、測定結果を受信品質情報としてアンテナ選択部８へ入力する。品質測定部７で測定されるアンテナ合成後の受信品質は、通信品質の一種であり、例えば、アンテナ合成後の受信信号についての、信号電力、信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal to Noise power Ratio）、信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ：Signal to Interference power Ratio）、信号電力対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference plus Noise power Ratio）など、アンテナ合成後の受信品質を示すものであればなんでもよい。
【００２０】
アンテナ選択部８は、入力された受信品質情報に基づいてアンテナ１−１〜１−４のうち使用するアンテナ２本を選択し、選択結果をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する。
【００２１】
次に、アンテナ選択部８でのアンテナ選択方法を図２、図３を用いて説明する。図２は、通信開始時における本実施の形態のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートであり、図３は、通信開始時をのぞく通信中における本実施の形態のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【００２２】
通信が開始されると（通信開始時）アンテナ選択処理を開始し、アンテナ選択部８は、全通りの組み合わせにて受信を行うようにアンテナ１−１〜１−４を順に切り替えるようアンテナを選択し、品質測定部７がそれぞれの組み合わせについてアンテナ合成後の受信品質を測定し、アンテナ選択部８へ測定結果を入力する（ステップＳ１）。ここでは、アンテナ合成後の受信品質の例としてＳＩＲを使用するとして説明する。ＳＩＲ以外の受信品質を用いる場合も同様である。
【００２３】
本実施の形態ではアンテナ本数は４本であり、その中から２本のアンテナを選択するので、アンテナの組み合わせ（アンテナの組）は、（アンテナ１−１，１−２）、（アンテナ１−１，１−３）、（アンテナ１−１，１−４）、（アンテナ１−２，１−３）、（アンテナ１−２，１−４）、（アンテナ１−３，１−４）の全６通りである。便宜的に、これらのアンテナの組み合わせを順に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとする。
【００２４】
アンテナ選択部８は、全通りのアンテナの組での受信が完了する（全通りのアンテナの組のアンテナ合成後のＳＩＲを取得する）と、アンテナ合成後のＳＩＲの大きさに基づいて各組に優先度を設定し、設定した優先度をアンテナの組と対応付けて保持する（ステップＳ２）。一例として、各組のＳＩＲが、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）＝（５ｄＢ、１０ｄＢ、１５ｄＢ、２０ｄＢ、３０ｄＢ、０ｄＢ）であったとすると、各組の優先順位は、Ｅ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａ、Ｆの順となる。優先順位の高い順に優先度として高い値を設定することとし、ここでは、優先度の最高値をアンテナの組み合わせ総数（この例では６）とし、優先度の最低値を１とする。すなわち、各アンテナの組の優先度は、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）＝（２、３、４、５、６、１）と設定される。そして、優先度が最大となるアンテナの組（この例ではＥ）を使用するアンテナの組として選択し（ステップＳ３）、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知し、アンテナ選択を終了する。
【００２５】
通信中（上述の通信開始時の処理を行った以降）は、移動端末から信号を受信するたびに、アンテナ選択処理を開始する。信号を受信すると、品質測定部７は、測定したアンテナ合成後のＳＩＲ（その時点で選択されているアンテナの組で受信した受信信号に対応するＳＩＲ）を測定し、アンテナ選択部８へ入力する（ステップＳ１１）。
【００２６】
アンテナ選択部８は、取得したアンテナ合成後のＳＩＲをアンテナの組と対応付けて保持しておく。アンテナ選択部８は、アンテナ合成後のＳＩＲが所定の閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ１２）、閾値以上である場合（ステップＳ１２ Ｎｏ）は、アンテナの再選択を行わず（アンテナ選択情報は現状のまま更新せず）処理を終了する。
【００２７】
アンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満の場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）、アンテナ選択部８は、変数Ｘを、Ｘ＝Ｙ（Ｙはアンテナの組み合わせの総数、この場合は６）に設定し（ステップＳ１３）、優先度＝Ｘであるアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する（ステップＳ１４）。そして、ＲＦスイッチ２によるアンテナの切り替え後に、信号を受信し（ステップＳ１５）、品質測定部７は、アンテナ合成後のＳＩＲを測定して、アンテナ選択部８へ入力する（ステップＳ１６）。
【００２８】
アンテナ選択部８は、取得したアンテナ合成後のＳＩＲをアンテナの組と対応付けて保持し、アンテナ合成後のＳＩＲが所定の閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ１７）、閾値以上である場合（ステップＳ１７ Ｎｏ）は、アンテナ選択情報は現状のまま（ステップＳ１５で選択した組のまま）更新せず処理を終了する。
【００２９】
アンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満の場合（ステップＳ１７ Ｙｅｓ）、アンテナ選択部８は、変数Ｘを、Ｘを１だけ減少させる（ステップＳ１８）。そして、アンテナ選択部８は、Ｘ＝０であるか否かを判断し（ステップＳ１９）、Ｘ＝０でない場合（ステップＳ１９ Ｎｏ）は、ステップＳ１４へ戻る。
【００３０】
Ｘ＝０である場合（ステップＳ１９ Ｙｅｓ）は、保持しているアンテナ合成後のＳＩＲとアンテナの組との対応を参照して、ＳＩＲが最大となるアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知し（ステップＳ２０）、アンテナ選択を終了する。
【００３１】
以上のように、アンテナ選択時に優先度の高いアンテナの組から順にアンテナを切り替え、アンテナ合成後の受信品質が閾値以上となるアンテナの組が見つかり次第アンテナ選択を終了することで、アンテナ選択に要する時間を短縮できる。また、受信品質が悪くなるアンテナの組へアンテナを切り替える頻度が下がり、アンテナ選択時の性能劣化を抑えることができる。
【００３２】
また、通信中に優先度を更新するような構成としてもよい。具体的には、例えば、アンテナ選択時に、アンテナ合成後のＳＩＲに基づいて優先度を更新するような構成としてもよい。例えば、上述したように、優先度がアンテナ組Ｅ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａ、Ｆの順で高く設定されたとし、優先度が最も高いアンテナの組Ｅを選択しているとする。この状態から、アンテナの組Ｅによる受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以下になり、アンテナ選択を行う場合を考える。
【００３３】
ここで、閾値を１０ｄＢとし、アンテナの組Ｅでの受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが８ｄＢになったとする。図３で説明したアルゴリズムに従うと、アンテナの組Ｅでの受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満であるため、優先度が１つ低いアンテナの組Ｄにアンテナを切り替える。アンテナの組Ｄでの受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが９ｄＢであるとすると、アンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満であるため、アンテナの組Ｃにアンテナを切り替える。アンテナの組Ｃでの受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが１５ｄＢであるとすると、アンテナの組Ｃでのアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以上となるため、アンテナの組Ｃを使用するアンテナ組として選択し、アンテナ選択を終了する。
【００３４】
上記の例の場合、アンテナ選択処理中に得られた受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲは、アンテナの組Ｃ、Ｄ、Ｅの順に高くなっている。従って、各組の優先度をこの順に基づいて変更する。この際、上記の例では、アンテナの組Ａ、Ｂ、Ｆについては当該アンテナ選択処理中にアンテナ切替を行っていないためアンテナ合成後のＳＩＲの測定をしていない。このため、アンテナの組Ａ、Ｂ、Ｆの優先度の変更は行わない。したがって、変更後の優先度は、高い順にＣ、Ｄ、Ｅ、Ｂ、Ａ、Ｆとなる。
【００３５】
このように、通信中に優先度を更新することで、通信中の伝搬路の時間変動に追従することが可能となり、アンテナ選択時に受信品質が良好となる可能性の高いアンテナの組から順に切り替えることができる。
【００３６】
また、以上の説明では、アンテナ合成後のＳＩＲ（アンテナ合成後の受信品質）が閾値未満となった場合にアンテナの再選択（ステップＳ１３以降の処理）を開始するような構成としたが、これに限る必要はない。例えば、アンテナ合成後のＳＩＲが閾値を一定数回下回ったときにアンテナの再選択を開始するような構成としても同様の効果を得ることができる。また、アンテナ合成後のＳＩＲを一定時間分平均化し、その平均値が閾値を下回った場合にアンテナの再選択を開始するような構成としてもよい。
【００３７】
なお、アンテナ合成後の受信品質として、合成部６のアンテナ合成後の受信信号に基づいて測定した値の代わりに、図示しない後段の誤り訂正復号部で計算されるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）結果を使用し、例えば一定時間におけるＣＲＣ誤り数が閾値以上となった場合にアンテナの再選択を開始するような構成としてもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では無線受信装置におけるアンテナ選択方法を説明したが、送信と受信で同じ周波数を使用するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を用いる場合、送信と受信で無線伝搬環境は等価となるため、本実施の形態のアンテナ選択方法により、送信装置における送信アンテナの選択を行ってもよい。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、通信開始時に、アンテナ合成後の受信信号の受信品質に基づいて、アンテナの組の優先度を設定し、アンテナ選択時に優先度の高いアンテナの組から順にアンテナを切り替え、アンテナ合成後の受信品質が閾値以上となるアンテナの組が見つかり次第、当該アンテナの組を使用するアンテナの組として選択するようにした。このため、アンテナ選択に要する時間を短縮し、また、不要なアンテナ切替回数を削減することができる。
【００４０】
実施の形態２．
図４は、本発明にかかるアンテナ選択方法を実施する無線受信装置の実施の形態２の機能構成例を示す図である。本実施の形態では、図示しない移動端末が複数存在し、無線受信装置が、それら複数の移動端末と同時に通信を行う場合について説明する。
【００４１】
図４に示すように、本実施の形態の無線受信装置は、実施の形態１の無線受信装置の合成部６、品質測定部７およびアンテナ選択部８の代わりに、合成部９、品質測定部１０およびアンテナ選択部１１を備える以外は、実施の形態１の無線受信装置と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４２】
図４を用いて本実施の形態の動作を説明する。ここでは説明の簡略化のため、基地局である本実施の形態の無線受信装置が同時に通信を行う移動端末数を２とするが、同時に通信を行う移動端末数はこれに限定されない。また、以下では、移動端末をユーザと表記する。なお、ここでは無線受信装置の通信相手を移動端末とするが、通信相手は移動端末に限定されない。
【００４３】
受信局である本実施の形態の無線受信装置は、アンテナ１−１〜１−４において図示しない２ユーザからの送信信号を受信する。以降のＲＦスイッチ２、ＲＦ部３−１，３−２、ＡＤ変換部４−１，４−２および受信部５−１，５−２の動作は実施の形態１と同様である。合成部９は、受信部５−１，５−２からそれぞれ入力される２アンテナ分の受信信号を合成し、ユーザ毎のアンテナ合成後の受信信号を出力する。ユーザ毎のアンテナ合成後の受信信号は、図示しない後段の処理部に入力されて、誤り訂正復号化などが施され、最終的なユーザ毎の受信信号となる。また、ユーザ毎のアンテナ合成後の受信信号は、品質測定部１０へも入力される。
【００４４】
品質測定部１０は、合成部９から入力されるユーザ毎のアンテナ合成後の受信信号に基づいて、各ユーザのアンテナ合成後の受信品質を測定し、ユーザ毎の測定結果をアンテナ選択部１１へ出力する。アンテナ選択部１１は、２ユーザのうち、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後の受信品質を用いて、実施の形態１で述べたアンテナ選択を実施する。具体的には、実施の形態１で述べた通信開始時の優先度の設定およびアンテナ選択を、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後の受信品質に基づいて実施する。また、通信中は、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後の受信品質に基づいてアンテナ選択を実施する。なお、無線受信装置は、ユーザ毎のスループットに対する要求を通信開始時等に取得しているとする。
【００４５】
このように、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後受信品質を使用してアンテナ選択を行うことで、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００４６】
以上の例では、複数ユーザのうち、１ユーザのみのアンテナ合成後の受信品質に基づいてアンテナ選択を行う方法について説明したが、複数ユーザのうち、特定の２以上のユーザのアンテナ合成後の受信品質を考慮するようにしてもよい。
【００４７】
一例として、５ユーザと同時に通信を行い、そのうち３ユーザが高速通信を行うユーザ、その他の２ユーザが低速通信を行うユーザである場合について説明する。ここで、便宜的に、５ユーザをＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｕ５と表記し、Ｕ１〜Ｕ３が高速通信を行うユーザ、Ｕ４およびＵ５が低速通信を行うユーザとする。また、Ｕ１〜Ｕ５のうちＵ１が最も高速な通信を行うユーザとする。
【００４８】
また、アンテナの組み合わせの表記を、実施の形態１と同様に、（アンテナ１−１，１−２）、（アンテナ１−１，１−３）、（アンテナ１−１，１−４）、（アンテナ１−２，１−３）、（アンテナ１−２，１−４）、（アンテナ１−３，１−４）の順に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとする。
【００４９】
図５は、通信開始時の、各アンテナの組と各ユーザのアンテナ合成後の受信信号のＳＩＲとの対応の一例を示す図である。図５の例を用いて、優先度の付け方の一例を説明する。なお、ここでは、アンテナ合成後の受信品質としてＳＩＲを使用するとして説明するが、他の受信品質を用いる場合も同様である。
【００５０】
アンテナの組を、高速通信を行うＵ１、Ｕ２、Ｕ３のすべてのユーザのアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以上となるアンテナの組のグループ（グループＧ１とする）と、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３のうち１つ以上ユーザのアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以上となるアンテナの組のグループ（グループＧ２とする）と、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３のすべてのユーザのアンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満となるアンテナの組のグループ（グループＧ３とする）と、の３つのグループに分類する。各グループの優先順位を、グループＧ１、グループＧ２、グループＧ３の順とする。そして、各グループ内で、さらに優先度をつける。このとき、最も高速な通信を行うユーザのアンテナ合成後のＳＩＲに基づいて、グループ内の優先度を設定する。
【００５１】
一例として、閾値を１０ｄＢとすると、図５より、アンテナの組ＡとＥはグループＧ１に、アンテナの組ＢとＣはグループＧ２に、アンテナの組ＤとＦはグループＧ３に、それぞれ分類される。最も高速な通信を行うユーザＵ１のアンテナ合成後のＳＩＲは、Ａ＞Ｅ、Ｂ＞Ｃ、Ｆ＞Ｄであるので、この場合の優先度は、Ａ、Ｅ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｄの順で高く設定する。グループＧ１内の優先順位は、Ａ、Ｅの順となる。従って、通信開始時はアンテナの組Ａを選択する。通信中は、上述した２ユーザ時のアンテナ選択と同様に、最も高速な通信を行うユーザ（ここではＵ１）のアンテナ合成後のＳＩＲを使用してグループＧ１に属するアンテナの組（この場合はＡとＥ）のうちから実施の形態１で述べたアンテナ選択方法によりアンテナ選択を行う。グループＧ１に属するアンテナの組のうち、最も高速な通信を行うユーザ（ここではＵ１）のアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以上となる組がない場合には、グループＧ２に属するアンテナの組（この場合はＢとＣ）のうちから実施の形態１で述べたアンテナ選択方法によりアンテナ選択を行う。
【００５２】
以上のような構成とすることで、高スループットが必要なユーザが複数存在する場合に、複数のユーザに対応する受信品質を考慮してアンテナを選択することができ、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００５３】
なお、以上の例では、優先度作成に使用するユーザを選択する指標としてスループットを使用する例を示したが、これに限る必要はなく、ＱｏＳ（Quality of Service）、送信パケット残量、使用周波数帯域幅、変調方式などを指標としてもよい。
【００５４】
また、以上の例では、全ユーザで閾値が同じ場合の例を示したが、ユーザ毎に異なる閾値を設定してもよい。
【００５５】
ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）やＳＤＭＡ（Space Division Multiple Access）など複数の通信相手と同時に接続する場合、通信相手によって最適なアンテナの組が異なる。しかし、従来のアンテナ選択技術では、通信相手が複数いる場合に通信相手ごとに最適なアンテナを選択する方法が示されておらず、システム全体のスループットを向上させることが困難であった。これに対し、本実施の形態では、通信相手のユーザが複数存在する場合に、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後の受信品質を使用してアンテナ選択を行うようにした。このため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００５６】
実施の形態３．
図６は、本発明にかかるアンテナ選択方法を実施する無線送信装置（無線通信装置）の実施の形態３の機能構成例を示す図である。図６に示すように、本実施の形態の無線送信装置は、アンテナ１−１〜１−４と、ＲＦスイッチ２と、ＲＦ部３−１，３−２と、ＡＤ（Analog Digital）変換部４−１，４−２と、送信部１２−１，１２−２と、ＤＡ（Digital Analog）変換部１３−１，１３−２と、ＲＦ部１４−１，１４−２と、ユーザ受信品質情報受信部１５と、アンテナ選択部１６と、を備える。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態では、無線送信装置が基地局であり、基地局送信（下りリンク送信）を行う場合を例にとって説明する。無線送信装置は基地局に限定されない。
【００５８】
実施の形態１では、通信品質として通信相手（移動端末）からの受信信号のアンテナ合成後の受信品質を用い、受信信号のアンテナ合成後の受信品質に基づいてアンテナを選択したが、本実施の形態では、通信品質として通信相手から報告される通信相手における受信品質情報を用い、通信相手における受信品質情報に基づいてアンテナを選択する。
【００５９】
図６では説明の簡略化のため、４本のアンテナから２本のアンテナを選択する例を示している。また、送受信で同じアンテナを使用するものとする。無線送信装置が備えるアンテナの本数、選択するアンテナの本数、はそれぞれこれらに限定されない。
【００６０】
図６を用いて本実施の形態の動作を説明する。送信局である無線送信装置は、送信部１２−１，１２−２にて誤り訂正符号化、変調などの処理を行い、送信ベースバンド信号を生成し、それぞれＤＡ変換部１３−１，１３−２に入力する。ＤＡ変換部１３−１，１３−２は、入力された送信ベースバンド信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、ＲＦ部１４−１，１４−２へ入力する。ＲＦ部１４−１，１４−２は、入力されたベースバンド信号を送信ＲＦ信号に変換する。送信ＲＦ信号は、ＲＦスイッチ２により選択された２本のアンテナへ出力され、２本のアンテナからそれぞれ通信相手（ここでは、図示しない移動端末とする）へ送信される。
【００６１】
移動端末では、本実施の形態の無線送信装置から受信した受信信号に基づいて自端末における受信品質を表す情報（以下、ユーザ受信品質情報という）を生成して無線送信装置に送信する。無線送信装置では、移動端末から送信されるユーザ受信品質情報をアンテナ１−１〜１−４のうちＲＦスイッチ２で選択された２本のアンテナで受信する。以降、ＲＦ部３−１，３−２、ＡＤ変換部４−１，４−２で実施の形態１と同様の処理が行われ、ＡＤ変換部４−１，４−２からディジタル信号として出力されるユーザ受信品質情報は、ユーザ受信品質情報受信部１５に入力される。ユーザ受信品質情報受信部１５は、入力されたディジタル信号に対して復調処理を実施し、復調処理後のユーザ受信品質情報をアンテナ選択部１６に入力する。アンテナ選択部１６は、入力されたユーザ受信品質情報に基づいてアンテナ１−１〜１−４のうち使用するアンテナ２本を選択し、選択結果をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する。
【００６２】
アンテナ選択部１６におけるアンテナ選択方法を図７、図８を用いて説明する。図７は、通信開始時における本実施の形態のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートであり、図８は、通信開始時をのぞく通信中における本実施の形態のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【００６３】
通信が開始されると（通信開始時）アンテナ選択処理を開始し、アンテナ選択部８は、全通りの組み合わせにて送信を行うようにアンテナ１−１〜１−４を順に切り替えるようアンテナを選択する（ステップＳ３１）。
【００６４】
そして、アンテナ選択部１６は、アンテナ１−１〜１−４、ＲＦスイッチ２、ＲＦ部３−１，３−２、ＡＤ変換部４−１，４−２およびユーザ受信品質情報受信部１５経由で、アンテナの組み合わせ毎に移動端末からユーザ受信品質情報を取得し（ステップＳ３２）、そのユーザ受信品質情報に基づいてアンテナの組の優先度を設定する（ステップＳ３３）。例えば、受信品質が高いほど優先度が高くなるようにアンテナの組の優先度を設定する。
【００６５】
アンテナ選択部１６は、優先度が最も高いアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知し（ステップＳ３４）、アンテナ選択を終了する。
【００６６】
通信中は、移動端末へ信号を送信するたびに送信の前にアンテナ選択処理を開始する。アンテナ選択処理を開始すると、まず、アンテナ選択部１６は、移動端末からユーザ受信品質情報を取得する（ステップＳ４１）。ユーザ受信品質情報はアンテナの組と対応付けて保持しておく。
【００６７】
アンテナ選択部１６は、取得したユーザ受信品質情報が所定の閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ４２）、閾値以上の場合（ステップＳ４２ Ｎｏ）、アンテナの再選択は行わず、アンテナ選択処理を終了する。
【００６８】
取得したユーザ受信品質情報が所定の閾値未満の場合（ステップＳ４２ Ｙｅｓ）、アンテナ選択部１６は、変数Ｘを、Ｘ＝Ｙ（Ｙはアンテナの組み合わせの総数、この場合は６）に設定し（ステップＳ４３）、優先度＝Ｘであるアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する（ステップＳ４４）。そして、ＲＦスイッチ２によるアンテナの切り替え後に、移動端末へ送信信号を送信する（ステップＳ４５）。そして、アンテナ選択部１６は、ユーザ受信品質情報受信部１５経由で、移動端末から送信されたユーザ受信品質情報を取得する（ステップＳ４６）。
【００６９】
アンテナ選択部１６は、取得したユーザ受信品質情報をアンテナの組と対応付けて保持し、ユーザ受信品質情報が所定の閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ４７）、閾値以上である場合（ステップＳ４７ Ｎｏ）は、アンテナ選択情報は現状のまま（ステップＳ４４で選択した組のまま）更新せず処理を終了する。
【００７０】
ユーザ受信品質情報が閾値未満の場合（ステップＳ４７ Ｙｅｓ）、優先度を１だけ減少させ（ステップＳ４８）、アンテナ選択部１６は、Ｘ＝０であるか否かを判断する（ステップＳ４９）。Ｘ＝０でない場合（ステップＳ４９ Ｎｏ）は、ステップＳ４４へ戻る。
【００７１】
Ｘ＝０である場合（ステップＳ４９ Ｙｅｓ）は、保持しているユーザ受信品質情報とアンテナの組との対応を参照して、ユーザ受信品質情報が最大となるアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知し（ステップＳ５０）、アンテナ選択を終了する。
【００７２】
なお、実施の形態１の無線受信装置と同様に、通信中に優先度を変更するようにしてもよい。
【００７３】
以上のように、本実施の形態では、無線送信装置が、移動端末における受信品質情報に基づいてアンテナの組の優先度を設定し、通信中のアンテナ選択時に優先度の高いアンテナの組から順にアンテナを切り替え、移動端末における受信品質情報が閾値以上となるアンテナの組が見つかり次第、当該アンテナの組を使用するアンテナの組として選択するようにした。このため、アンテナ選択に要する時間を短縮し、また、不要なアンテナ切替回数を削減することができる。
【００７４】
実施の形態４．
図９は、本発明にかかるアンテナ選択方法を実施する無線送信装置の実施の形態４の機能構成例を示す図である。図９に示すように、本実施の形態の無線送信装置は、実施の形態３のユーザ受信品質情報受信部１５およびアンテナ選択部１６の代わりに、ユーザ受信品質情報受信部１７およびアンテナ選択部１８を備える以外は実施の形態３の無線送信装置と同様である。実施の形態１または実施の形態３と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１または実施の形態３と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７５】
本実施の形態では、実施の形態３と同様に、通信相手である移動端末から送信された受信品質情報に基づいてアンテナ選択を行う。本実施の形態では、通信相手が複数存在し、それら複数の通信相手と同時に通信を行う場合について説明する。実施の形態２では、複数の通信相手と同時に通信を行う場合に、アンテナ選択や優先度作成を行う指標として受信信号のアンテナ合成後の受信品質を用いたが、本実施の形態ではアンテナ合成後の受信品質の代わりに、通信相手から報告される通信相手における受信品質情報を使用する。
【００７６】
次に、本実施の形態の動作について図９を用いて説明する。送信局である無線送信装置は、アンテナ１−１〜１−４のうち、ＲＦスイッチ２で選択された２本のアンテナから、図示しない複数の移動端末に対して送信を行う。また、各移動端末からユーザ受信品質情報を受信する。
【００７７】
ユーザ受信品質情報受信部１７では、各移動端末からのユーザ受信品質情報を復調・ユーザ分離し、ユーザ毎のユーザ受信品質情報をアンテナ選択部１８へ出力する。アンテナ選択部１８は、ユーザ毎のユーザ受信品質情報に基づいて使用するアンテナ２本を選択し、使用するアンテナの情報をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する。
【００７８】
アンテナ選択部１８の動作は、アンテナ選択を行う判断や優先度の作成において、受信信号のアンテナ合成後の受信品質の代わりに移動端末から送信されるユーザ受信品質情報を使用する点を除いて、実施の形態２のアンテナ選択部１１と同一である。
【００７９】
以上のように、本実施の形態では、同時に通信を行う通信相手が複数存在する場合に、通信相手から送信された通信相手における受信品質に基づいて実施の形態２と同様にアンテナ選択を実施するようにした。そのため、実施の形態３と同様の効果が得られるとともに、高スループットが必要なユーザが複数存在する場合に、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００８０】
実施の形態１〜４では、アンテナ本数を４とし、その中から２本のアンテナを選択する例について説明したが、これに限る必要はなく、Ｍ本のアンテナからＮ（Ｎ＜Ｍ）本のアンテナを選択するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１−１〜１−４ アンテナ
２ ＲＦスイッチ
３−１，３−２ ＲＦ部
４−１，４−２ ＡＤ変換部
５−１，５−２ 受信部
６，９ 合成部
７，１０ 品質測定部
８，１１，１６，１８ アンテナ選択部
１２−１，１２−２ 送信部
１３−１，１３−２ ＤＡ変換部
１５，１７ ユーザ受信品質情報受信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ選択方法、無線受信装置および無線送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線セルラ通信における不感地対策やトラヒック分散などの目的でフェムトセル基地局の導入が進んでいる。フェムトセル基地局は家庭やオフィスなどの屋内に設置されることが想定されている超小型基地局であり、従来のマクロ基地局と比較してセル半径が小さく収容ユーザ数も少ない。ユーザの移動速度が小さくマクロ基地局と比較して無線伝搬環境が良好なこと、少数のユーザでの帯域独占が可能なこと、からフェムトセル基地局を用いる環境ではフェムトセル基地局には高スループットが求められる。また、フェムトセル基地局の普及にむけては小型化・低消費電力化・低コスト化が課題となる。
【０００３】
スループットを向上させる技術としてＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）すなわち複数アンテナを使用した空間多重伝送がある。しかし、アンテナ本数を増加させると、それに伴いＲＦ（Radio Frequency）回路や送受信回路が増大する、信号処理が複雑化する、などの問題がある。このため、小型化・低消費電力化・低コスト化が課題となるフェムトセル基地局においてアンテナ本数を増やすことは難しい。
【０００４】
そこで、フェムトセル基地局にてＭＩＭＯ伝送を行う場合には、アンテナ選択ダイバーシチ（複数本のアンテナから所定の本数のアンテナを選択して使用する）が考えられる。例えば、４本のアンテナから２本のアンテナを選択して使用する場合、フェムトセル基地局は２アンテナ分のＲＦ回路および送受信回路のみを搭載していればよく、また、２アンテナ分の信号処理を行えばよいので回路の複雑化を抑制できる。一方で、４本のアンテナから最適な２アンテナを選択することにより、アンテナ数が２本の場合と比較してスループットを向上させることが可能であり、性能向上と小型化・低消費電力化・低コスト化を両立させることができる。
【０００５】
下記特許文献１には、３本以上のアンテナから２本のアンテナを選択する際に、それぞれのアンテナの組での受信電界強度（ＲＳＳＩ：Receiveｄ Signal Strength Indicator）を測定し、ＲＳＳＩが最良となる２アンテナを選択する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３５２３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、アンテナの選択を行う場合に、全てのアンテナの組についてのＲＳＳＩを測定する必要があり、アンテナ本数が増加してアンテナの組み合わせ数が増加した場合にアンテナ選択に時間がかかる、という問題があった。また、不要なアンテナへの切替によりスループットが低下する、という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アンテナ選択に要する時間を短縮し、また、不要なアンテナ切替回数を削減することができるアンテナ選択方法、無線受信装置および無線送信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、Ｍ（Ｍは２以上の整数）本のアンテナのうちＮ本（Ｎは、Ｎ＜Ｍの整数）を通信相手との通信に用いる使用アンテナとして選択する無線通信装置におけるアンテナ選択方法であって、前記通信相手との通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組であるアンテナ組ごとに、当該アンテナ組を使用アンテナとして選択した場合の通信品質を取得する通信品質取得ステップと、前記通信品質に基づいて前記アンテナ組に対してそれぞれ優先度を設定する優先度設定ステップと、前記優先度の最も高い前記アンテナ組を使用アンテナとして選択する開始時選択ステップと、前記通信相手との通信中に通信品質を取得し、当該通信品質が所定の閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始するアンテナ選択開始ステップと、前記アンテナ選択処理として、前記優先度の高い前記アンテナ組から順に前記アンテナ組へのアンテナ切替えを実施し、通信品質が所定の閾値以上となったアンテナ組を使用アンテナとして選択して前記アンテナ選択処理を終了する通信時選択ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アンテナ選択に要する時間を短縮し、また、不要なアンテナ切替回数を削減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１のアンテナ選択方法を実施する無線受信装置の機能構成例を示す図である。
【図２】図２は、通信開始時における実施の形態１のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートを示す図である。
【図３】図３は、通信開始時をのぞく通信中における実施の形態１のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態２のアンテナ選択方法を実施する無線受信装置の機能構成例を示す図である。
【図５】図５は、通信開始時の、各アンテナの組と各ユーザのアンテナ合成後の受信信号のＳＩＲとの対応の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態３のアンテナ選択方法を実施する無線送信装置の機能構成例を示す図である。
【図７】図７は、通信開始時における実施の形態３のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートを示す図である。
【図８】図８は、通信開始時をのぞく通信中における実施の形態３のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態４のアンテナ選択方法を実施する無線送信装置の機能構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるアンテナ選択方法、無線受信装置および無線送信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるアンテナ選択方法を実施する無線受信装置（無線通信装置）の実施の形態１の機能構成例を示す図である。本実施の形態では、無線受信装置を基地局として、移動端末から送信された信号を受信する基地局受信（上りリンク受信）の動作を例にとって説明する。なお、無線受信装置は基地局に限定されず、通信相手も移動端末に限定されない。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態のアンテナ選択方法は、アンテナ１−１〜１−４と、ＲＦスイッチ２と、ＲＦ部３−１，３−２と、ＡＤ（Analog Digital）変換部４−１，４−２と、受信部５−１，５−２と、合成部６と、品質測定部７と、アンテナ選択部８と、を備える。
【００１５】
図１を用いて本実施の形態の動作を説明する。なお、図１では説明の簡略化のため、４本のアンテナから２本のアンテナを選択する例を示しているが、無線受信装置が備えるアンテナの本数、選択するアンテナの本数、はそれぞれこれらに限定されない。ＲＦ部、ＡＤ変換部および受信部は、選択するアンテナの本数分それぞれ備えることとする。
【００１６】
基地局である無線受信装置は、アンテナ１−１〜１−４において図示しない移動端末からの送信信号をＲＦ信号として受信する。ＲＦスイッチ２は、４本のアンテナ１−１〜１−４のうちの２本のアンテナを選択するスイッチであり、選択された２本のアンテナとＲＦ部３−１，３−２とをそれぞれ接続する。ＲＦスイッチ２は、アンテナ選択部８から通知されるアンテナ選択情報に基づいて、ＲＦ部３−１，３−２に接続するアンテナを選択する。アンテナ選択部８におけるアンテナ選択方法については後述する。
【００１７】
ＲＦスイッチ２により選択された２本のアンテナにより受信されたＲＦ信号は、ＲＦ部３−１，３−２にそれぞれ入力される。ＲＦ部３−１，３−２は、入力されたＲＦ信号をベースバンド信号に変換し、対応するＡＤ変換部４−１，４−２にそれぞれ入力する。ＡＤ変換部４−１，４−２は、入力されたベースバンド信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信部５−１，５−２へそれぞれ出力する。そして、受信部５−１，５−２は、入力されたディジタル信号をデータ信号と既知信号に分離し、既知信号に基づいてチャネル推定値を生成し、チャネル推定値とデータ信号を合成部６へ入力する。
【００１８】
合成部６は、受信部５−１，５−２からそれぞれ入力されたチャネル推定値に基づいて、データ信号に乗算する重み係数をアンテナ毎に生成し、アンテナ毎に重み係数とデータ信号を乗算し、この乗算結果を全アンテナ分（この例では２本のアンテナ分）加算することで、全アンテナ分の受信信号を合成する。
【００１９】
合成部６により生成されたアンテナ合成後の受信信号は図示しない後段の処理部に入力され、誤り訂正復号化などの後段の処理が施され、最終的な受信信号となる。また、アンテナ合成後の受信信号は品質測定部７へも入力される。品質測定部７は、アンテナ合成後の受信信号に基づいてアンテナ合成後の受信品質を測定し、測定結果を受信品質情報としてアンテナ選択部８へ入力する。品質測定部７で測定されるアンテナ合成後の受信品質は、通信品質の一種であり、例えば、アンテナ合成後の受信信号についての、信号電力、信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal to Noise power Ratio）、信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ：Signal to Interference power Ratio）、信号電力対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference plus Noise power Ratio）など、アンテナ合成後の受信品質を示すものであればなんでもよい。
【００２０】
アンテナ選択部８は、入力された受信品質情報に基づいてアンテナ１−１〜１−４のうち使用するアンテナ２本を選択し、選択結果をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する。
【００２１】
次に、アンテナ選択部８でのアンテナ選択方法を図２、図３を用いて説明する。図２は、通信開始時における本実施の形態のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートであり、図３は、通信開始時をのぞく通信中における本実施の形態のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【００２２】
通信が開始されると（通信開始時）アンテナ選択処理を開始し、アンテナ選択部８は、全通りの組み合わせにて受信を行うようにアンテナ１−１〜１−４を順に切り替えるようアンテナを選択し、品質測定部７がそれぞれの組み合わせについてアンテナ合成後の受信品質を測定し、アンテナ選択部８へ測定結果を入力する（ステップＳ１）。ここでは、アンテナ合成後の受信品質の例としてＳＩＲを使用するとして説明する。ＳＩＲ以外の受信品質を用いる場合も同様である。
【００２３】
本実施の形態ではアンテナ本数は４本であり、その中から２本のアンテナを選択するので、アンテナの組み合わせ（アンテナの組）は、（アンテナ１−１，１−２）、（アンテナ１−１，１−３）、（アンテナ１−１，１−４）、（アンテナ１−２，１−３）、（アンテナ１−２，１−４）、（アンテナ１−３，１−４）の全６通りである。便宜的に、これらのアンテナの組み合わせを順に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとする。
【００２４】
アンテナ選択部８は、全通りのアンテナの組での受信が完了する（全通りのアンテナの組のアンテナ合成後のＳＩＲを取得する）と、アンテナ合成後のＳＩＲの大きさに基づいて各組に優先度を設定し、設定した優先度をアンテナの組と対応付けて保持する（ステップＳ２）。一例として、各組のＳＩＲが、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）＝（５ｄＢ、１０ｄＢ、１５ｄＢ、２０ｄＢ、３０ｄＢ、０ｄＢ）であったとすると、各組の優先順位は、Ｅ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａ、Ｆの順となる。優先順位の高い順に優先度として高い値を設定することとし、ここでは、優先度の最高値をアンテナの組み合わせ総数（この例では６）とし、優先度の最低値を１とする。すなわち、各アンテナの組の優先度は、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）＝（２、３、４、５、６、１）と設定される。そして、優先度が最大となるアンテナの組（この例ではＥ）を使用するアンテナの組として選択し（ステップＳ３）、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知し、アンテナ選択を終了する。
【００２５】
通信中（上述の通信開始時の処理を行った以降）は、移動端末から信号を受信するたびに、アンテナ選択処理を開始する。信号を受信すると、品質測定部７は、測定したアンテナ合成後のＳＩＲ（その時点で選択されているアンテナの組で受信した受信信号に対応するＳＩＲ）を測定し、アンテナ選択部８へ入力する（ステップＳ１１）。
【００２６】
アンテナ選択部８は、取得したアンテナ合成後のＳＩＲをアンテナの組と対応付けて保持しておく。アンテナ選択部８は、アンテナ合成後のＳＩＲが所定の閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ１２）、閾値以上である場合（ステップＳ１２ Ｎｏ）は、アンテナの再選択を行わず（アンテナ選択情報は現状のまま更新せず）処理を終了する。
【００２７】
アンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満の場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）、アンテナ選択部８は、変数Ｘを、Ｘ＝Ｙ（Ｙはアンテナの組み合わせの総数、この場合は６）に設定し（ステップＳ１３）、優先度＝Ｘであるアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する（ステップＳ１４）。そして、ＲＦスイッチ２によるアンテナの切り替え後に、信号を受信し（ステップＳ１５）、品質測定部７は、アンテナ合成後のＳＩＲを測定して、アンテナ選択部８へ入力する（ステップＳ１６）。
【００２８】
アンテナ選択部８は、取得したアンテナ合成後のＳＩＲをアンテナの組と対応付けて保持し、アンテナ合成後のＳＩＲが所定の閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ１７）、閾値以上である場合（ステップＳ１７ Ｎｏ）は、アンテナ選択情報は現状のまま（ステップＳ１５で選択した組のまま）更新せず処理を終了する。
【００２９】
アンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満の場合（ステップＳ１７ Ｙｅｓ）、アンテナ選択部８は、変数Ｘを、Ｘを１だけ減少させる（ステップＳ１８）。そして、アンテナ選択部８は、Ｘ＝０であるか否かを判断し（ステップＳ１９）、Ｘ＝０でない場合（ステップＳ１９ Ｎｏ）は、ステップＳ１４へ戻る。
【００３０】
Ｘ＝０である場合（ステップＳ１９ Ｙｅｓ）は、保持しているアンテナ合成後のＳＩＲとアンテナの組との対応を参照して、ＳＩＲが最大となるアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知し（ステップＳ２０）、アンテナ選択を終了する。
【００３１】
以上のように、アンテナ選択時に優先度の高いアンテナの組から順にアンテナを切り替え、アンテナ合成後の受信品質が閾値以上となるアンテナの組が見つかり次第アンテナ選択を終了することで、アンテナ選択に要する時間を短縮できる。また、受信品質が悪くなるアンテナの組へアンテナを切り替える頻度が下がり、アンテナ選択時の性能劣化を抑えることができる。
【００３２】
また、通信中に優先度を更新するような構成としてもよい。具体的には、例えば、アンテナ選択時に、アンテナ合成後のＳＩＲに基づいて優先度を更新するような構成としてもよい。例えば、上述したように、優先度がアンテナ組Ｅ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａ、Ｆの順で高く設定されたとし、優先度が最も高いアンテナの組Ｅを選択しているとする。この状態から、アンテナの組Ｅによる受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以下になり、アンテナ選択を行う場合を考える。
【００３３】
ここで、閾値を１０ｄＢとし、アンテナの組Ｅでの受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが８ｄＢになったとする。図３で説明したアルゴリズムに従うと、アンテナの組Ｅでの受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満であるため、優先度が１つ低いアンテナの組Ｄにアンテナを切り替える。アンテナの組Ｄでの受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが９ｄＢであるとすると、アンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満であるため、アンテナの組Ｃにアンテナを切り替える。アンテナの組Ｃでの受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲが１５ｄＢであるとすると、アンテナの組Ｃでのアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以上となるため、アンテナの組Ｃを使用するアンテナ組として選択し、アンテナ選択を終了する。
【００３４】
上記の例の場合、アンテナ選択処理中に得られた受信信号のアンテナ合成後のＳＩＲは、アンテナの組Ｃ、Ｄ、Ｅの順に高くなっている。従って、各組の優先度をこの順に基づいて変更する。この際、上記の例では、アンテナの組Ａ、Ｂ、Ｆについては当該アンテナ選択処理中にアンテナ切替を行っていないためアンテナ合成後のＳＩＲの測定をしていない。このため、アンテナの組Ａ、Ｂ、Ｆの優先度の変更は行わない。したがって、変更後の優先度は、高い順にＣ、Ｄ、Ｅ、Ｂ、Ａ、Ｆとなる。
【００３５】
このように、通信中に優先度を更新することで、通信中の伝搬路の時間変動に追従することが可能となり、アンテナ選択時に受信品質が良好となる可能性の高いアンテナの組から順に切り替えることができる。
【００３６】
また、以上の説明では、アンテナ合成後のＳＩＲ（アンテナ合成後の受信品質）が閾値未満となった場合にアンテナの再選択（ステップＳ１３以降の処理）を開始するような構成としたが、これに限る必要はない。例えば、アンテナ合成後のＳＩＲが閾値を一定数回下回ったときにアンテナの再選択を開始するような構成としても同様の効果を得ることができる。また、アンテナ合成後のＳＩＲを一定時間分平均化し、その平均値が閾値を下回った場合にアンテナの再選択を開始するような構成としてもよい。
【００３７】
なお、アンテナ合成後の受信品質として、合成部６のアンテナ合成後の受信信号に基づいて測定した値の代わりに、図示しない後段の誤り訂正復号部で計算されるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）結果を使用し、例えば一定時間におけるＣＲＣ誤り数が閾値以上となった場合にアンテナの再選択を開始するような構成としてもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では無線受信装置におけるアンテナ選択方法を説明したが、送信と受信で同じ周波数を使用するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を用いる場合、送信と受信で無線伝搬環境は等価となるため、本実施の形態のアンテナ選択方法により、送信装置における送信アンテナの選択を行ってもよい。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、通信開始時に、アンテナ合成後の受信信号の受信品質に基づいて、アンテナの組の優先度を設定し、アンテナ選択時に優先度の高いアンテナの組から順にアンテナを切り替え、アンテナ合成後の受信品質が閾値以上となるアンテナの組が見つかり次第、当該アンテナの組を使用するアンテナの組として選択するようにした。このため、アンテナ選択に要する時間を短縮し、また、不要なアンテナ切替回数を削減することができる。
【００４０】
実施の形態２．
図４は、本発明にかかるアンテナ選択方法を実施する無線受信装置の実施の形態２の機能構成例を示す図である。本実施の形態では、図示しない移動端末が複数存在し、無線受信装置が、それら複数の移動端末と同時に通信を行う場合について説明する。
【００４１】
図４に示すように、本実施の形態の無線受信装置は、実施の形態１の無線受信装置の合成部６、品質測定部７およびアンテナ選択部８の代わりに、合成部９、品質測定部１０およびアンテナ選択部１１を備える以外は、実施の形態１の無線受信装置と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４２】
図４を用いて本実施の形態の動作を説明する。ここでは説明の簡略化のため、基地局である本実施の形態の無線受信装置が同時に通信を行う移動端末数を２とするが、同時に通信を行う移動端末数はこれに限定されない。また、以下では、移動端末をユーザと表記する。なお、ここでは無線受信装置の通信相手を移動端末とするが、通信相手は移動端末に限定されない。
【００４３】
受信局である本実施の形態の無線受信装置は、アンテナ１−１〜１−４において図示しない２ユーザからの送信信号を受信する。以降のＲＦスイッチ２、ＲＦ部３−１，３−２、ＡＤ変換部４−１，４−２および受信部５−１，５−２の動作は実施の形態１と同様である。合成部９は、受信部５−１，５−２からそれぞれ入力される２アンテナ分の受信信号を合成し、ユーザ毎のアンテナ合成後の受信信号を出力する。ユーザ毎のアンテナ合成後の受信信号は、図示しない後段の処理部に入力されて、誤り訂正復号化などが施され、最終的なユーザ毎の受信信号となる。また、ユーザ毎のアンテナ合成後の受信信号は、品質測定部１０へも入力される。
【００４４】
品質測定部１０は、合成部９から入力されるユーザ毎のアンテナ合成後の受信信号に基づいて、各ユーザのアンテナ合成後の受信品質を測定し、ユーザ毎の測定結果をアンテナ選択部１１へ出力する。アンテナ選択部１１は、２ユーザのうち、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後の受信品質を用いて、実施の形態１で述べたアンテナ選択を実施する。具体的には、実施の形態１で述べた通信開始時の優先度の設定およびアンテナ選択を、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後の受信品質に基づいて実施する。また、通信中は、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後の受信品質に基づいてアンテナ選択を実施する。なお、無線受信装置は、ユーザ毎のスループットに対する要求を通信開始時等に取得しているとする。
【００４５】
このように、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後受信品質を使用してアンテナ選択を行うことで、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００４６】
以上の例では、複数ユーザのうち、１ユーザのみのアンテナ合成後の受信品質に基づいてアンテナ選択を行う方法について説明したが、複数ユーザのうち、特定の２以上のユーザのアンテナ合成後の受信品質を考慮するようにしてもよい。
【００４７】
一例として、５ユーザと同時に通信を行い、そのうち３ユーザが高速通信を行うユーザ、その他の２ユーザが低速通信を行うユーザである場合について説明する。ここで、便宜的に、５ユーザをＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｕ５と表記し、Ｕ１〜Ｕ３が高速通信を行うユーザ、Ｕ４およびＵ５が低速通信を行うユーザとする。また、Ｕ１〜Ｕ５のうちＵ１が最も高速な通信を行うユーザとする。
【００４８】
また、アンテナの組み合わせの表記を、実施の形態１と同様に、（アンテナ１−１，１−２）、（アンテナ１−１，１−３）、（アンテナ１−１，１−４）、（アンテナ１−２，１−３）、（アンテナ１−２，１−４）、（アンテナ１−３，１−４）の順に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとする。
【００４９】
図５は、通信開始時の、各アンテナの組と各ユーザのアンテナ合成後の受信信号のＳＩＲとの対応の一例を示す図である。図５の例を用いて、優先度の付け方の一例を説明する。なお、ここでは、アンテナ合成後の受信品質としてＳＩＲを使用するとして説明するが、他の受信品質を用いる場合も同様である。
【００５０】
アンテナの組を、高速通信を行うＵ１、Ｕ２、Ｕ３のすべてのユーザのアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以上となるアンテナの組のグループ（グループＧ１とする）と、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３のうち１つ以上ユーザのアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以上となるアンテナの組のグループ（グループＧ２とする）と、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３のすべてのユーザのアンテナ合成後のＳＩＲが閾値未満となるアンテナの組のグループ（グループＧ３とする）と、の３つのグループに分類する。各グループの優先順位を、グループＧ１、グループＧ２、グループＧ３の順とする。そして、各グループ内で、さらに優先度をつける。このとき、最も高速な通信を行うユーザのアンテナ合成後のＳＩＲに基づいて、グループ内の優先度を設定する。
【００５１】
一例として、閾値を１０ｄＢとすると、図５より、アンテナの組ＡとＥはグループＧ１に、アンテナの組ＢとＣはグループＧ２に、アンテナの組ＤとＦはグループＧ３に、それぞれ分類される。最も高速な通信を行うユーザＵ１のアンテナ合成後のＳＩＲは、Ａ＞Ｅ、Ｂ＞Ｃ、Ｆ＞Ｄであるので、この場合の優先度は、Ａ、Ｅ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｄの順で高く設定する。グループＧ１内の優先順位は、Ａ、Ｅの順となる。従って、通信開始時はアンテナの組Ａを選択する。通信中は、上述した２ユーザ時のアンテナ選択と同様に、最も高速な通信を行うユーザ（ここではＵ１）のアンテナ合成後のＳＩＲを使用してグループＧ１に属するアンテナの組（この場合はＡとＥ）のうちから実施の形態１で述べたアンテナ選択方法によりアンテナ選択を行う。グループＧ１に属するアンテナの組のうち、最も高速な通信を行うユーザ（ここではＵ１）のアンテナ合成後のＳＩＲが閾値以上となる組がない場合には、グループＧ２に属するアンテナの組（この場合はＢとＣ）のうちから実施の形態１で述べたアンテナ選択方法によりアンテナ選択を行う。
【００５２】
以上のような構成とすることで、高スループットが必要なユーザが複数存在する場合に、複数のユーザに対応する受信品質を考慮してアンテナを選択することができ、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００５３】
なお、以上の例では、優先度作成に使用するユーザを選択する指標としてスループットを使用する例を示したが、これに限る必要はなく、ＱｏＳ（Quality of Service）、送信パケット残量、使用周波数帯域幅、変調方式などを指標としてもよい。
【００５４】
また、以上の例では、全ユーザで閾値が同じ場合の例を示したが、ユーザ毎に異なる閾値を設定してもよい。
【００５５】
ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）やＳＤＭＡ（Space Division Multiple Access）など複数の通信相手と同時に接続する場合、通信相手によって最適なアンテナの組が異なる。しかし、従来のアンテナ選択技術では、通信相手が複数いる場合に通信相手ごとに最適なアンテナを選択する方法が示されておらず、システム全体のスループットを向上させることが困難であった。これに対し、本実施の形態では、通信相手のユーザが複数存在する場合に、高スループットを必要とするユーザのアンテナ合成後の受信品質を使用してアンテナ選択を行うようにした。このため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００５６】
実施の形態３．
図６は、本発明にかかるアンテナ選択方法を実施する無線送信装置（無線通信装置）の実施の形態３の機能構成例を示す図である。図６に示すように、本実施の形態の無線送信装置は、アンテナ１−１〜１−４と、ＲＦスイッチ２と、ＲＦ部３−１，３−２と、ＡＤ（Analog Digital）変換部４−１，４−２と、送信部１２−１，１２−２と、ＤＡ（Digital Analog）変換部１３−１，１３−２と、ＲＦ部１４−１，１４−２と、ユーザ受信品質情報受信部１５と、アンテナ選択部１６と、を備える。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態では、無線送信装置が基地局であり、基地局送信（下りリンク送信）を行う場合を例にとって説明する。無線送信装置は基地局に限定されない。
【００５８】
実施の形態１では、通信品質として通信相手（移動端末）からの受信信号のアンテナ合成後の受信品質を用い、受信信号のアンテナ合成後の受信品質に基づいてアンテナを選択したが、本実施の形態では、通信品質として通信相手から報告される通信相手における受信品質情報を用い、通信相手における受信品質情報に基づいてアンテナを選択する。
【００５９】
図６では説明の簡略化のため、４本のアンテナから２本のアンテナを選択する例を示している。また、送受信で同じアンテナを使用するものとする。無線送信装置が備えるアンテナの本数、選択するアンテナの本数、はそれぞれこれらに限定されない。
【００６０】
図６を用いて本実施の形態の動作を説明する。送信局である無線送信装置は、送信部１２−１，１２−２にて誤り訂正符号化、変調などの処理を行い、送信ベースバンド信号を生成し、それぞれＤＡ変換部１３−１，１３−２に入力する。ＤＡ変換部１３−１，１３−２は、入力された送信ベースバンド信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、ＲＦ部１４−１，１４−２へ入力する。ＲＦ部１４−１，１４−２は、入力されたベースバンド信号を送信ＲＦ信号に変換する。送信ＲＦ信号は、ＲＦスイッチ２により選択された２本のアンテナへ出力され、２本のアンテナからそれぞれ通信相手（ここでは、図示しない移動端末とする）へ送信される。
【００６１】
移動端末では、本実施の形態の無線送信装置から受信した受信信号に基づいて自端末における受信品質を表す情報（以下、ユーザ受信品質情報という）を生成して無線送信装置に送信する。無線送信装置では、移動端末から送信されるユーザ受信品質情報をアンテナ１−１〜１−４のうちＲＦスイッチ２で選択された２本のアンテナで受信する。以降、ＲＦ部３−１，３−２、ＡＤ変換部４−１，４−２で実施の形態１と同様の処理が行われ、ＡＤ変換部４−１，４−２からディジタル信号として出力されるユーザ受信品質情報は、ユーザ受信品質情報受信部１５に入力される。ユーザ受信品質情報受信部１５は、入力されたディジタル信号に対して復調処理を実施し、復調処理後のユーザ受信品質情報をアンテナ選択部１６に入力する。アンテナ選択部１６は、入力されたユーザ受信品質情報に基づいてアンテナ１−１〜１−４のうち使用するアンテナ２本を選択し、選択結果をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する。
【００６２】
アンテナ選択部１６におけるアンテナ選択方法を図７、図８を用いて説明する。図７は、通信開始時における本実施の形態のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートであり、図８は、通信開始時をのぞく通信中における本実施の形態のアンテナ選択のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【００６３】
通信が開始されると（通信開始時）アンテナ選択処理を開始し、アンテナ選択部８は、全通りの組み合わせにて送信を行うようにアンテナ１−１〜１−４を順に切り替えるようアンテナを選択する（ステップＳ３１）。
【００６４】
そして、アンテナ選択部１６は、アンテナ１−１〜１−４、ＲＦスイッチ２、ＲＦ部３−１，３−２、ＡＤ変換部４−１，４−２およびユーザ受信品質情報受信部１５経由で、アンテナの組み合わせ毎に移動端末からユーザ受信品質情報を取得し（ステップＳ３２）、そのユーザ受信品質情報に基づいてアンテナの組の優先度を設定する（ステップＳ３３）。例えば、受信品質が高いほど優先度が高くなるようにアンテナの組の優先度を設定する。
【００６５】
アンテナ選択部１６は、優先度が最も高いアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知し（ステップＳ３４）、アンテナ選択を終了する。
【００６６】
通信中は、移動端末へ信号を送信するたびに送信の前にアンテナ選択処理を開始する。アンテナ選択処理を開始すると、まず、アンテナ選択部１６は、移動端末からユーザ受信品質情報を取得する（ステップＳ４１）。ユーザ受信品質情報はアンテナの組と対応付けて保持しておく。
【００６７】
アンテナ選択部１６は、取得したユーザ受信品質情報が所定の閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ４２）、閾値以上の場合（ステップＳ４２ Ｎｏ）、アンテナの再選択は行わず、アンテナ選択処理を終了する。
【００６８】
取得したユーザ受信品質情報が所定の閾値未満の場合（ステップＳ４２ Ｙｅｓ）、アンテナ選択部１６は、変数Ｘを、Ｘ＝Ｙ（Ｙはアンテナの組み合わせの総数、この場合は６）に設定し（ステップＳ４３）、優先度＝Ｘであるアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する（ステップＳ４４）。そして、ＲＦスイッチ２によるアンテナの切り替え後に、移動端末へ送信信号を送信する（ステップＳ４５）。そして、アンテナ選択部１６は、ユーザ受信品質情報受信部１５経由で、移動端末から送信されたユーザ受信品質情報を取得する（ステップＳ４６）。
【００６９】
アンテナ選択部１６は、取得したユーザ受信品質情報をアンテナの組と対応付けて保持し、ユーザ受信品質情報が所定の閾値未満であるか否かを判断し（ステップＳ４７）、閾値以上である場合（ステップＳ４７ Ｎｏ）は、アンテナ選択情報は現状のまま（ステップＳ４４で選択した組のまま）更新せず処理を終了する。
【００７０】
ユーザ受信品質情報が閾値未満の場合（ステップＳ４７ Ｙｅｓ）、優先度を１だけ減少させ（ステップＳ４８）、アンテナ選択部１６は、Ｘ＝０であるか否かを判断する（ステップＳ４９）。Ｘ＝０でない場合（ステップＳ４９ Ｎｏ）は、ステップＳ４４へ戻る。
【００７１】
Ｘ＝０である場合（ステップＳ４９ Ｙｅｓ）は、保持しているユーザ受信品質情報とアンテナの組との対応を参照して、ユーザ受信品質情報が最大となるアンテナの組を、使用するアンテナの組として選択し、選択したアンテナの組をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知し（ステップＳ５０）、アンテナ選択を終了する。
【００７２】
なお、実施の形態１の無線受信装置と同様に、通信中に優先度を変更するようにしてもよい。
【００７３】
以上のように、本実施の形態では、無線送信装置が、移動端末における受信品質情報に基づいてアンテナの組の優先度を設定し、通信中のアンテナ選択時に優先度の高いアンテナの組から順にアンテナを切り替え、移動端末における受信品質情報が閾値以上となるアンテナの組が見つかり次第、当該アンテナの組を使用するアンテナの組として選択するようにした。このため、アンテナ選択に要する時間を短縮し、また、不要なアンテナ切替回数を削減することができる。
【００７４】
実施の形態４．
図９は、本発明にかかるアンテナ選択方法を実施する無線送信装置の実施の形態４の機能構成例を示す図である。図９に示すように、本実施の形態の無線送信装置は、実施の形態３のユーザ受信品質情報受信部１５およびアンテナ選択部１６の代わりに、ユーザ受信品質情報受信部１７およびアンテナ選択部１８を備える以外は実施の形態３の無線送信装置と同様である。実施の形態１または実施の形態３と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１または実施の形態３と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７５】
本実施の形態では、実施の形態３と同様に、通信相手である移動端末から送信された受信品質情報に基づいてアンテナ選択を行う。本実施の形態では、通信相手が複数存在し、それら複数の通信相手と同時に通信を行う場合について説明する。実施の形態２では、複数の通信相手と同時に通信を行う場合に、アンテナ選択や優先度作成を行う指標として受信信号のアンテナ合成後の受信品質を用いたが、本実施の形態ではアンテナ合成後の受信品質の代わりに、通信相手から報告される通信相手における受信品質情報を使用する。
【００７６】
次に、本実施の形態の動作について図９を用いて説明する。送信局である無線送信装置は、アンテナ１−１〜１−４のうち、ＲＦスイッチ２で選択された２本のアンテナから、図示しない複数の移動端末に対して送信を行う。また、各移動端末からユーザ受信品質情報を受信する。
【００７７】
ユーザ受信品質情報受信部１７では、各移動端末からのユーザ受信品質情報を復調・ユーザ分離し、ユーザ毎のユーザ受信品質情報をアンテナ選択部１８へ出力する。アンテナ選択部１８は、ユーザ毎のユーザ受信品質情報に基づいて使用するアンテナ２本を選択し、使用するアンテナの情報をアンテナ選択情報としてＲＦスイッチ２へ通知する。
【００７８】
アンテナ選択部１８の動作は、アンテナ選択を行う判断や優先度の作成において、受信信号のアンテナ合成後の受信品質の代わりに移動端末から送信されるユーザ受信品質情報を使用する点を除いて、実施の形態２のアンテナ選択部１１と同一である。
【００７９】
以上のように、本実施の形態では、同時に通信を行う通信相手が複数存在する場合に、通信相手から送信された通信相手における受信品質に基づいて実施の形態２と同様にアンテナ選択を実施するようにした。そのため、実施の形態３と同様の効果が得られるとともに、高スループットが必要なユーザが複数存在する場合に、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００８０】
実施の形態１〜４では、アンテナ本数を４とし、その中から２本のアンテナを選択する例について説明したが、これに限る必要はなく、Ｍ本のアンテナからＮ（Ｎ＜Ｍ）本のアンテナを選択するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１−１〜１−４ アンテナ
２ ＲＦスイッチ
３−１，３−２ ＲＦ部
４−１，４−２ ＡＤ変換部
５−１，５−２ 受信部
６，９ 合成部
７，１０ 品質測定部
８，１１，１６，１８ アンテナ選択部
１２−１，１２−２ 送信部
１３−１，１３−２ ＤＡ変換部
１５，１７ ユーザ受信品質情報受信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）本のアンテナのうちＮ本（Ｎは、Ｎ＜Ｍの整数）を通信相手との通信に用いる使用アンテナとして選択する無線通信装置におけるアンテナ選択方法であって、
前記通信相手との通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組であるアンテナ組ごとに、当該アンテナ組を使用アンテナとして選択した場合の通信品質を取得する通信品質取得ステップと、
前記通信品質に基づいて前記アンテナ組に対してそれぞれ優先度を設定する優先度設定ステップと、
前記優先度の最も高い前記アンテナ組を使用アンテナとして選択する開始時選択ステップと、
前記通信相手との通信中に通信品質を取得し、当該通信品質が所定の閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始するアンテナ選択開始ステップと、
前記アンテナ選択処理として、前記優先度の高い前記アンテナ組から順に前記アンテナ組へのアンテナ切替えを実施し、通信品質が所定の閾値以上となったアンテナ組を使用アンテナとして選択して前記アンテナ選択処理を終了する通信時選択ステップと、
を含むことを特徴とするアンテナ選択方法。
【請求項２】
複数の通信相手と同時に通信を行う場合、前記複数の通信相手のうちの１つを選択し、前記優先度設定ステップ、前記アンテナ選択開始ステップおよび前記通信時選択ステップで用いる前記通信品質として、選択した通信相手との間の通信の通信品質を用いる、ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ選択方法。
【請求項３】
前記複数の通信相手のうちの１つを選択する指標として、スループット、ＱｏＳ、送信データの残量、使用周波数帯域幅、変調方式のうちの少なくとも１つを使用する、ことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ選択方法。
【請求項４】
複数の通信相手と同時に通信を行う場合、前記複数の通信相手のうちの２つ以上を選択し、選択した通信相手との間の通信の通信品質に基づいて前記アンテナ組の優先度である組優先度を設定し、前記優先度設定ステップ、前記アンテナ選択開始ステップおよび前記通信時選択ステップで用いる前記通信品質として前記選択した通信相手のうちから選択した１つの通信相手の通信品質を用い、前記アンテナ選択開始ステップおよび前記通信時選択ステップでは、前記組優先度が高いアンテナ組を優先して使用アンテナとして選択する、ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ選択方法。
【請求項５】
前記複数の通信相手のうちの１つを選択する指標および前記選択した通信相手のうちから１つの通信相手を選択する指標として、スループット、ＱｏＳ、送信データの残量、使用周波数帯域幅、変調方式のうちの少なくとも１つを使用する、ことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ選択方法。
【請求項６】
前記通信品質を、自装置が受信した受信信号のアンテナ合成後の受信品質とする、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のアンテナ選択方法。
【請求項７】
前記通信品質を、前記通信相手から自装置が受信した前記通信相手における受信品質とする、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のアンテナ選択方法。
【請求項８】
前記受信品質を、信号電力、信号電力対雑音電力比、信号電力対干渉電力比、信号電力対干渉雑音電力比のうちいずれか１つとする請求項６または７に記載のアンテナ選択方法。
【請求項９】
通信中に取得した通信品質に基づいて前記アンテナ組に対応する優先度を更新する、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のアンテナ選択方法。
【請求項１０】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）本のアンテナを備え、前記Ｍ本のアンテナのうちＮ本（Ｎは、Ｎ＜Ｍの整数）を通信相手からの受信に用いる使用アンテナとして選択する無線受信装置であって、
使用アンテナを切替えるスイッチと、
受信信号に基づいて受信品質を測定する品質測定部と、
通信相手との通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組であるアンテナ組について、全てのアンテナ組を用いて順次受信を行うよう前記スイッチに対してアンテナの切り替えを指示し、前記受信品質に基づいて前記アンテナ組に対してそれぞれ優先度を設定し、優先度の最も高い前記アンテナ組を使用アンテナとして選択し、通信相手との通信中に前記受信品質が所定の閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始し、前記アンテナ選択処理として、前記優先度の高い前記アンテナ組から順に前記アンテナ組へのアンテナ切替えを前記スイッチへ指示し、前記受信品質が所定の閾値以上となったアンテナ組を使用アンテナとして選択して前記アンテナ選択処理を終了するアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項１１】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）本のアンテナを備え、前記Ｍ本のアンテナのうちＮ本（Ｎは、Ｎ＜Ｍの整数）を通信相手への送信に用いる使用アンテナとして選択する無線送信装置であって、
使用アンテナを切替えるスイッチと、
通信相手から受信した当該通信相手における受信品質を取得するユーザ受信品質情報受信部と、
通信相手との通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組であるアンテナ組について、全てのアンテナ組を用いて送信を行うよう前記スイッチに対して順次アンテナの切り替えを指示し、前記受信品質に基づいて前記アンテナ組に対してそれぞれ優先度を設定し、優先度の最も高い前記アンテナ組を使用アンテナとして選択し、通信相手との通信中に前記受信品質が所定の閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始し、前記アンテナ選択処理として、前記優先度の高い前記アンテナ組から順に前記アンテナ組へのアンテナ切替えを前記スイッチへ指示し、前記受信品質が所定の閾値以上となったアンテナ組を使用アンテナとして選択して前記アンテナ選択処理を終了するアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする無線送信装置。
【請求項１】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）本のアンテナのうちＮ本（Ｎは、Ｎ＜Ｍの整数）を通信相手との通信に用いる使用アンテナとして選択する無線通信装置におけるアンテナ選択方法であって、
前記通信相手との通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組であるアンテナ組ごとに、当該アンテナ組を使用アンテナとして選択した場合の通信品質を取得する通信品質取得ステップと、
前記通信品質に基づいて前記アンテナ組に対してそれぞれ優先度を設定する優先度設定ステップと、
前記優先度の最も高い前記アンテナ組を使用アンテナとして選択する開始時選択ステップと、
前記通信相手との通信中に通信品質を取得し、当該通信品質が所定の閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始するアンテナ選択開始ステップと、
前記アンテナ選択処理として、前記優先度の高い前記アンテナ組から順に前記アンテナ組へのアンテナ切替えを実施し、通信品質が所定の閾値以上となったアンテナ組を使用アンテナとして選択して前記アンテナ選択処理を終了する通信時選択ステップと、
を含むことを特徴とするアンテナ選択方法。
【請求項２】
複数の通信相手と同時に通信を行う場合、前記複数の通信相手のうちの１つを選択し、前記優先度設定ステップ、前記アンテナ選択開始ステップおよび前記通信時選択ステップで用いる前記通信品質として、選択した通信相手との間の通信の通信品質を用いる、ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ選択方法。
【請求項３】
前記複数の通信相手のうちの１つを選択する指標として、スループット、ＱｏＳ、送信データの残量、使用周波数帯域幅、変調方式のうちの少なくとも１つを使用する、ことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ選択方法。
【請求項４】
複数の通信相手と同時に通信を行う場合、前記複数の通信相手のうちの２つ以上を選択し、選択した通信相手との間の通信の通信品質に基づいて前記アンテナ組の優先度である組優先度を設定し、前記優先度設定ステップ、前記アンテナ選択開始ステップおよび前記通信時選択ステップで用いる前記通信品質として前記選択した通信相手のうちから選択した１つの通信相手の通信品質を用い、前記アンテナ選択開始ステップおよび前記通信時選択ステップでは、前記組優先度が高いアンテナ組を優先して使用アンテナとして選択する、ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ選択方法。
【請求項５】
前記複数の通信相手のうちの１つを選択する指標および前記選択した通信相手のうちから１つの通信相手を選択する指標として、スループット、ＱｏＳ、送信データの残量、使用周波数帯域幅、変調方式のうちの少なくとも１つを使用する、ことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ選択方法。
【請求項６】
前記通信品質を、自装置が受信した受信信号のアンテナ合成後の受信品質とする、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のアンテナ選択方法。
【請求項７】
前記通信品質を、前記通信相手から自装置が受信した前記通信相手における受信品質とする、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のアンテナ選択方法。
【請求項８】
前記受信品質を、信号電力、信号電力対雑音電力比、信号電力対干渉電力比、信号電力対干渉雑音電力比のうちいずれか１つとする請求項６または７に記載のアンテナ選択方法。
【請求項９】
通信中に取得した通信品質に基づいて前記アンテナ組に対応する優先度を更新する、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のアンテナ選択方法。
【請求項１０】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）本のアンテナを備え、前記Ｍ本のアンテナのうちＮ本（Ｎは、Ｎ＜Ｍの整数）を通信相手からの受信に用いる使用アンテナとして選択する無線受信装置であって、
使用アンテナを切替えるスイッチと、
受信信号に基づいて受信品質を測定する品質測定部と、
通信相手との通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組であるアンテナ組について、全てのアンテナ組を用いて順次受信を行うよう前記スイッチに対してアンテナの切り替えを指示し、前記受信品質に基づいて前記アンテナ組に対してそれぞれ優先度を設定し、優先度の最も高い前記アンテナ組を使用アンテナとして選択し、通信相手との通信中に前記受信品質が所定の閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始し、前記アンテナ選択処理として、前記優先度の高い前記アンテナ組から順に前記アンテナ組へのアンテナ切替えを前記スイッチへ指示し、前記受信品質が所定の閾値以上となったアンテナ組を使用アンテナとして選択して前記アンテナ選択処理を終了するアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項１１】
Ｍ（Ｍは２以上の整数）本のアンテナを備え、前記Ｍ本のアンテナのうちＮ本（Ｎは、Ｎ＜Ｍの整数）を通信相手への送信に用いる使用アンテナとして選択する無線送信装置であって、
使用アンテナを切替えるスイッチと、
通信相手から受信した当該通信相手における受信品質を取得するユーザ受信品質情報受信部と、
通信相手との通信開始時に、Ｍ本のうちのＮ本のアンテナの組であるアンテナ組について、全てのアンテナ組を用いて送信を行うよう前記スイッチに対して順次アンテナの切り替えを指示し、前記受信品質に基づいて前記アンテナ組に対してそれぞれ優先度を設定し、優先度の最も高い前記アンテナ組を使用アンテナとして選択し、通信相手との通信中に前記受信品質が所定の閾値未満となった場合にアンテナ選択処理を開始し、前記アンテナ選択処理として、前記優先度の高い前記アンテナ組から順に前記アンテナ組へのアンテナ切替えを前記スイッチへ指示し、前記受信品質が所定の閾値以上となったアンテナ組を使用アンテナとして選択して前記アンテナ選択処理を終了するアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする無線送信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６５２５１（Ｐ２０１２−１６５２５１Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０４０（Ｐ２０１１−２５０４０）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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