受信装置、通信装置および送信装置
【課題】フェージング変動が緩やかな環境においても受信性能の劣化を低く抑えることが可能な受信装置を得ること。
【解決手段】本発明は、移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、指向性が可変の指向性アンテナ１１と、指向性アンテナ１１が受信した信号を復調する復調部１３と、復調部１３で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部１４と、指向性アンテナ１１の指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部１２と、を備える。
【解決手段】本発明は、移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、指向性が可変の指向性アンテナ１１と、指向性アンテナ１１が受信した信号を復調する復調部１３と、復調部１３で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部１４と、指向性アンテナ１１の指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部１２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋭い指向性を有する指向性アンテナを使用して無線通信を行う通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信では、気象条件や構造物などでの反射・回折の影響、送信局・受信局の移動などにより、無線伝搬路特性が時間的に変動する。この現象はフェージングと呼ばれており、受信性能の劣化を引き起こす。そこで無線通信システムでは、一般的に、フェージングによる受信性能の劣化を軽減するために、非特許文献１に示されるようにインタリーブと誤り訂正符号化が適用されている。フェージングによって生じるバースト誤りを、インタリーブによってランダム誤りに変換することで、誤り訂正符号による誤り訂正効果を向上させることが可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「わかりやすいＯＦＤＭ技術」（オーム社）、2005年11月15日、p.123-p.128
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バースト誤りが誤り訂正符号化単位（以下、フレームと呼ぶ）よりも時間的に長く継続すると、インタリーブによる並び替えの効果がなくなり、誤り訂正効果が小さくなるという問題がある。また、受信電力が長時間に渡り連続して落ち込むと、数フレーム間連続してフレーム誤りが発生し、通信が時間的に連続して不能となる問題がある。すなわち、フェージングによる時間変動が緩やかな環境下では、受信性能が劣化する。
【０００５】
フェージング変動が緩やかになる場合の例として、移動局の移動速度が遅い場合や受信局での受信波の到来角が限定される場合などが挙げられる。受信局での受信波の到来角が限定される場合、文献“唐沢好男著「ディジタル移動通信の電波伝搬基礎」（コロナ社）、2003年3月17日、p.68-p.69”に示されるように、移動局の移動に伴うドップラー広がりが限定的となるため、低速移動環境下と同様にフェージング変動が緩やかとなる。したがって、指向性の鋭い指向性アンテナを使用する場合、常に受信局での受信波の到来角が限定的となるため、移動局の移動速度によらずフェージング変動が緩やかとなり、受信性能が劣化する。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フェージング変動が緩やかな環境においても受信性能の劣化を低く抑えることが可能な受信装置、通信装置および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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、指向性が可変の指向性アンテナと、前記指向性アンテナが受信した信号を復調する復調部と、前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、前記指向性アンテナの指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フェージング変動が緩やかな環境において受信性能が劣化するのを防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１の受信装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、指向性アンテナの指向性制御動作を説明するための図である。
【図３】図３は、ドップラースペクトルの広がりを示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の受信装置の変形例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１の受信装置の変形例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１の受信装置の変形例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２の受信装置の構成例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２の受信装置の変形例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２の受信装置の変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３の受信装置の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３の受信装置の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３の受信装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる受信装置、通信装置および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。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる受信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。この受信装置１は、無線信号を送受信する通信装置を構成している。通信装置は移動可能なものとし、例えば、移動体通信システムの移動局とする。
【００１２】
図１に示したように、本実施の形態の受信装置１は、指向性アンテナ１１、指向性制御部１２、復調部１３および誤り訂正復号部１４を備えている。
【００１３】
受信装置１において、指向性アンテナ１１は、図示を省略した通信相手無線装置（以下、対向装置と呼ぶ）から送信された信号を受信する。この指向性アンテナ１１は鋭い指向性を持っており、フレーム内のフェージング変動はほとんどないものとする。また、指向性アンテナ１１の指向性は変更できるものとする。
【００１４】
指向性制御部１２は、指向性アンテナ１１の指向性を制御する。復調部１３は、指向性アンテナ１１で受信した信号を復調する。誤り訂正復号部１４は、復調部１３により復調された信号に対して誤り訂正復号処理を行い、最終的な受信信号を得る。
【００１５】
続いて、指向性制御部１２の動作を説明する。既に説明したように、指向性制御部１２では、指向性アンテナ１１の指向性を変化させる。このとき、フレーム長よりも時間的に短い間隔で指向性アンテナ１１の指向性を変化させる。ただし、指向性を変化させる間隔は、受信装置１を備えた通信装置を含む無線通信システムにおけるコヒーレント時間以上とする。
【００１６】
このように、フレーム長より短い間隔で指向性を変化させることで、フレーム内に擬似的にフェージング変動を与えることができ、それにより誤り訂正能力を向上させることができる。よって受信性能を改善できる。
【００１７】
また、指向性を変化させる間隔をフレーム長と同程度としてもよい。フレーム長と同程度の間隔で指向性を変化させた場合、フレーム内のフェージング変動を緩やかにできるため、簡易な回路でフェージング変動の補償が可能となり、復調部１３を簡略化できる。また、フレーム単位で指向性を変化させるため、フレーム間ではフェージング変動を与えることができ、その結果、連続的なフレーム誤りを抑圧できる。
【００１８】
続いて、指向性アンテナ１１の指向性方向について説明する。指向性制御部１２は、指向性アンテナ１１の指向性を、受信装置１（移動局）の移動方向に対して垂直方向、または水平方向に変化させる。一例として、受信装置１の移動方向に対して水平方向に指向性アンテナ１１の指向性を変化させる場合について説明する。図２は指向性アンテナ１１の指向性制御動作を説明するための図であり、指向性アンテナ１１の指向性を示す放射パターン１５と受信装置１の移動方向とがなす角をθとしている。なお、図１と同符号のものは同一の動作を行うため説明を省略する。また、受信装置１の構成要素のうち、指向性アンテナ１１以外については記載を省略している。
【００１９】
θ＝０，θ1，θ2のとき（|θ1|＜|θ2|）のドップラースペクトルの広がりは図３のようになり、それぞれのθで異なる伝搬路変動となる。ただし、図３におけるｆDは最大ドップラー周波数である。したがって、指向性アンテナ１１の指向性を受信装置１の移動方向に対して水平方向に変化させることで擬似的にフェージング変動を与えることができる。
【００２０】
以上のように、指向性アンテナ１１の指向性を移動方向に対して水平方向に変化させることで、フレーム内またはフレーム間に、擬似的にフェージング変動を与えることができ、受信性能を改善することができる。また、指向性アンテナ１１の指向性を移動方向に対して垂直方向に変化させる場合においても、指向性を水平方向に変化させる場合と同様の効果が得られる。
【００２１】
また、指向性アンテナ１１のビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、指向性アンテナ１１の指向性をボアサイト方向または受信装置１の移動方向に対して、水平方向または垂直方向に−φ[度]〜＋φ[度]の間で変化させるようにしてもよい。
【００２２】
以上のように、指向性アンテナ１１の指向性制御の範囲を限定することで、受信信号の到来角が限定される場合に、受信アンテナのビーム内に受信信号が到来する確率を高めることができ、かつ、受信信号電力を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させることができるため、擬似的にフェージング変動を与えることができる。
【００２３】
また、指向性制御の範囲は上記例に限定されることはなく、ａ，ｂを定数とすると、指向性アンテナ１１の指向性をボアサイト方向または受信装置１の移動方向に対して、水平方向または垂直方向に−ａφ[度]〜＋ｂφ[度]の間で変化させるようにしてもよい。
【００２４】
また、指向性アンテナ１１の指向性をボアサイト方向または受信装置１の移動方向に対して、水平方向と垂直方向に同時に変化させる構成としてもよい。例えば、中心が指向性アンテナ１１のボアサイト方向または受信装置１の移動方向である円、楕円、円弧、渦または多角形を描くようにして指向性を変化させてもよい。このような構成としても、指向性を水平方向のみ、または垂直方向のみに変化させる場合と同様の効果が得られる。
【００２５】
また、指向性アンテナ１１の指向性をランダムに変化させても、上記と同様の効果が得られる。
【００２６】
また、指向性アンテナ１１の指向性を水平方向と垂直方向に同時に変化させる場合においても、指向性を水平方向または垂直方向に変化させる場合と同様に、指向性の変化範囲を限定してもよい。
【００２７】
また、受信装置１の周囲の環境により指向性アンテナ１１の指向性制御方法を変更してもよい。図４は受信装置１（図１）に位置情報取得部１６を追加したものである。位置情報取得部１６はＧＰＳ（Global Positioning System）などにより、受信装置１の位置情報を取得し、受信装置１の位置情報または受信装置１の周囲の環境情報を指向性制御部１２へ出力する。指向性制御部１２は受信装置１の位置情報または受信装置１の周囲の環境情報を用いて指向性アンテナ１１の指向性を制御する。一例として、受信装置１の周囲の環境がトンネル内のように全方向からの反射波が期待できるような環境では円を描くように指向性を変化させ、受信装置１の周囲の環境が明かり区間のように反射波として大地反射が支配的な環境では、大地面方向に半円を描くように指向性を変化させる。このような構成とすることで、不要な方向への指向性変化を抑圧し、効率よく受信信号にフェージング変動を与えることができる。
【００２８】
受信装置１を変形し、図５に示した構成とした場合にも同様に、受信性能を改善できる。図５に示した受信装置１ａは、図１に示した受信装置１に対して受信電力計算部２１を追加するとともに指向性制御部１２を指向性制御部２２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１が備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００２９】
受信電力計算部２１は、指向性アンテナ１１で受信した受信信号の受信信号電力を計算し、指向性制御部２２へ出力する。指向性制御部２２は、上述した指向性制御部１２と同様に指向性アンテナ１１の指向性を制御する。指向性制御部２２による指向性の制御動作そのものは指向性制御部１１と同様である。ただし、指向性制御部２２は、受信電力計算部２１から入力される受信信号電力値が所定の閾値を上回ると、指向性制御を終了する。また、指向性制御部２２は、入力される受信信号電力値が閾値を下回ると、指向性アンテナ１１の指向性制御を再開する。すなわち、指向性制御部２２は、受信信号電力値が閾値以下となっている状態において、指向性アンテナ１１の指向性を制御する（変化させる）。閾値は、例えば、受信装置１ａにおける所要品質と同程度または少し大きな値とする。
【００３０】
フェージング変動が緩やかな環境では、受信信号電力が高い（受信信号を復調するために十分な受信電力となる）時間が長時間継続する。そのため、受信信号電力が高い場合に指向性制御を行うと、受信信号電力が低下し、受信性能がかえって劣化する可能性がある。このような事情を考慮して受信装置１ａの構成を上記のようにしている。受信装置１ａによれば、受信信号電力が一定値以上の場合は指向性制御を停止させることができ、受信信号電力が高い場合の不要なフェージング変動を抑圧することができる。受信信号電力が低下するとフレーム内またはフレーム間に擬似的にフェージング変動を与えることができ、受信性能を改善することができる。
【００３１】
なお、指向性制御の終了／再開の指標を受信信号電力としたが、これに限る必要はなく、その他の指標を使用してもよい。受信品質に関連する指標であればよく、所要の受信品質が満たされている場合には指向性制御を停止し、満たされていない場合には指向性制御を行うようにすればよい。例えば、図６に示した構成が考えられる。
【００３２】
図６は、図１に示した受信装置１の変形例を示す図である。図６に示した受信装置１ｂは、受信装置１の指向性制御部１２および復調部１３を指向性制御部３１および復調部３２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１が備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００３３】
復調部３２は、指向性アンテナ１１で受信した受信信号の復調処理を行うとともに、受信信号のＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）を測定し、測定結果（ＳＮＲ値）を指向性制御部３１へ出力する。指向性制御部３１は、復調部３２から入力されるＳＮＲ値と所定の閾値とを比較し、ＳＮＲ値が閾値を上回っている状態では指向性制御を行わないようにする。受信装置１ａと受信装置１ｂとの違いは、指向性制御を行うか否かを受信電力で判断するかＳＮＲで判断するかである。
【００３４】
受信装置１ｂでは指向性制御の終了／再開の指標としてＳＮＲを使用することとしたが、ＳＩＲ（Signal to Interference power Ratio）やＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）などを使用してもよい。
【００３５】
また、誤り訂正復号部１４からＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）結果を指向性制御部３１へ入力し、指向性制御部３１において、ＣＲＣ結果がＯＫであれば指向性制御を終了し、ＣＲＣ結果がＮＧであれば指向性制御を継続または再開するような構成としてもよい。
【００３６】
以上の例では、受信品質が閾値を上回ると指向性制御を終了させる例について説明したが、指向性制御の終了条件はこれに限る必要はない。例えば、受信品質が閾値を下回ると指向性制御を再開させ、一定期間、例えば１フレーム時間、指向性制御を継続させる。そして、その一定期間中で最も受信品質がよくなる指向性を選択し、以後の通信に使用するようにしてもよい。このような構成とすることで、受信品質がよりよい指向性を使用して通信を継続することが可能となる。
【００３７】
また、円、楕円または多角形を描くようにして指向性を変化させる場合、前記一定期間を、円周または辺（外辺）の一周分だけ指向性を変化させるのに要する時間としてもよい。このような構成とすることで、指向性方向として設定可能なすべての指向性の中から受信品質が最良となる指向性を選択することが可能となる。
【００３８】
また、円弧を描くようにして指向性を変化させる場合、前記一定期間を、円弧の端から端まで指向性を変化させるのに要する時間としてもよい。このような構成とすることで、指向性方向として設定可能なすべての指向性の中から受信品質が最良となる指向性を選択することが可能となる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態の受信装置は、指向性アンテナの指向性を１フレーム時間（誤り訂正符号化単位）よりも短い間隔で変化させるようにしたので、フェージング変動が緩やかな環境において受信性能が劣化するのを防止できる。また、所要の受信品質が得られている場合には指向性を変化させないようにしたので、不必要に指向性を変化させて受信品質が劣化してしまうのを防止できる。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態１では単一の指向性アンテナを備えた受信装置について説明したが、本実施の形態では複数の指向性アンテナを備えた受信装置について説明する。
【００４１】
図７は、実施の形態２の受信装置の一例を示す図である。図７に示した受信装置１ｃは、実施の形態１で説明した受信装置１の指向性アンテナ１１および指向性制御部１２を指向性アンテナ４１〜４４、アンテナ選択部４５およびセレクタ４６に置き換えたものである。本実施の形態では、受信装置１と異なる部分について説明する。
【００４２】
受信装置１ｃでは、指向性アンテナ４１〜４４を、放射パターン（指向性の方向）がそれぞれ異なるように配置する。ここで指向性アンテナ４１〜４４は、指向性アンテナ１１と異なり、指向性を変化できる必要はない。ただし、指向性アンテナ４１〜４４は、指向性アンテナ１１と同様に鋭い指向性を持っており、フレーム内のフェージング変動はほとんどないものとする。
【００４３】
指向性アンテナ４１〜４４は、図示しない対向装置から送信された信号を受信する。指向性アンテナ４１〜４４で受信した各受信信号はセレクタ４６に入力される。セレクタ４６は、アンテナ選択部４５からの指示に従い、指向性アンテナによる受信信号の中の１つを選択して、復調部１３へ出力する。
【００４４】
アンテナ選択部４５は、セレクタ４６が選択する指向性アンテナ（指向性アンテナからの入力信号）が一定間隔で変更されるようにセレクタ４６を制御する。選択する指向性アンテナを変更させる時間間隔は、上述した指向性制御部１２が指向性アンテナ１１の指向性を変化させる時間間隔と同様とする。指向性アンテナ（受信信号）の選択順については特に規定しないが、各指向性アンテナでの受信信号が均等に選択されるようにセレクタ４６を制御する。
【００４５】
以上のような構成とすることで、１本の指向性アンテナの指向性を変化させた場合と同様の効果（実施の形態１と同様の効果）を得ることができる。
【００４６】
なお、指向性アンテナの本数を４として説明したが、アンテナ数をこれに限定するものではない。指向性アンテナの本数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすれば、受信性能の改善効果が得られる。
【００４７】
図８は、実施の形態２の受信装置の変形例を示す図である。図８に示した受信装置１ｄは、図７に示した受信装置１ｃに対して受信電力計算部５１を追加するとともにアンテナ選択部４５をアンテナ選択部５２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１ｃが備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００４８】
受信電力計算部５１は、指向性アンテナ４１〜４４で受信した受信信号の受信信号電力をそれぞれ計算し、アンテナ選択部５２へ出力する。アンテナ選択部５２は、受信電力計算部５１から入力された、指向性アンテナ４１〜４４での受信信号電力値に基づき、使用する指向性アンテナを選択し、選択した指向性アンテナで受信した信号を選択するようセレクタ４６に指示する。
【００４９】
アンテナ選択部５２におけるアンテナ選択方法について説明する。アンテナ選択部５２では、入力される各指向性アンテナ４１〜４４における受信信号電力を比較し、受信信号電力が最大となる指向性アンテナを復調に使用するアンテナとして選択し、選択した指向性アンテナによる受信信号を復調部１３へ出力するようセレクタ４６に指示する。アンテナ選択部５２が選択する指向性アンテナを変化させる時間間隔は、上述した受信装置１ｃのアンテナ選択部４５と同様とする。
【００５０】
以上の構成とすることにより、受信装置１ｃと同様の効果が得られる。なお、受信装置１ｃと同様に、指向性アンテナの本数は２以上であればよい。
【００５１】
また、図９に示した構成の受信装置としてもよい。図９は、実施の形態２の受信装置の変形例を示す図である。図９に示した受信装置１ｅは、図７に示した受信装置１ｃの復調部１３およびアンテナ選択部４５を復調部３２およびアンテナ選択部６１に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１ｃが備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。また、復調部３２は実施の形態１で説明した受信装置１ｂが備えていた復調部３２と同じものである。この復調部３２についても説明を省略する。
【００５２】
アンテナ選択部６１は、復調部３２から入力されるＳＮＲ，ＳＩＲ，ＳＩＮＲなどの受信品質情報と所定の閾値とを比較する。受信品質情報が閾値を上回っている場合は使用する指向性アンテナを変更しない。一方、受信品質情報が閾値を下回っている場合は使用する指向性アンテナを変更する。使用する指向性アンテナの変更方法はランダムとしてもよいし、使用中の指向性アンテナと指向性の方向が最も異なる指向性アンテナに変更するようにしてもよい。アンテナ選択部６１が選択する指向性アンテナを変化させる時間間隔は、上述した受信装置１ｃのアンテナ選択部４５と同様とする。閾値は、例えば、受信装置１ｅにおける所要品質と同程度または少し大きな値を設定する。
【００５３】
以上の構成とすることにより、受信装置１ａや１ｂと同様の効果が得られる。なお、受信装置１ｃと同様に、指向性アンテナの本数は２以上であればよい。
【００５４】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態２と同様に、複数の指向性アンテナを備えた受信装置について説明する。ただし、各指向性アンテナは指向性を変更可能なものとする。
【００５５】
図１０は、実施の形態３の受信装置の一例を示す図である。図１０に示した受信装置１ｆは、実施の形態１で説明した受信装置１に対して指向性アンテナ７１を追加するとともに、指向性制御部１２および復調部１３を指向性制御部７２および復調部７３に置き換えたものである。本実施の形態では、受信装置１と異なる部分について説明する。
【００５６】
指向性アンテナ１１および７１は、図示しない対向装置から送信された信号を受信する。指向性アンテナ７１は指向性アンテナ１１と同機能を有するものとする。指向性アンテナ１１および７１で受信された各受信信号は復調部７３に入力される。復調部７３は、入力された複数の信号をダイバシティ復調する。
【００５７】
指向性制御部７２は、指向性アンテナ１１および７１の指向性を制御する。このとき、１本以上の指向性アンテナを変化させることとし、かつ変化させた後の指向性アンテナ１１および７１の指向性がそれぞれ異なる指向性となるように制御する。なお、指向性制御部７２が指向性アンテナ１１および７１の指向性を変化させる時間間隔／指向性変化方向／指向性変化範囲は、上述した指向性制御部１２が指向性アンテナ１１の指向性を変化させる時間間隔／指向性変化方向／指向性変化範囲と同様とする。
【００５８】
以上のような構成とすることで、受信ダイバシティ時において、各受信アンテナ（指向性アンテナ）における受信信号に異なるフェージング変動を与えることができる。よって、各受信アンテナにおける受信信号電力が同時に低下する確率を低減することができ、受信性能を改善することができる。また、受信ダイバシティ時においても実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、指向性アンテナの本数を２として説明したが、アンテナ数をこれに限定するものではない。指向性アンテナの本数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすれば、受信性能の改善効果が得られる。
【００６０】
図１１は、実施の形態３の受信装置の変形例を示す図である。図１１に示した受信装置１ｇは、図１０に示した受信装置１ｆに対して受信電力計算部８１を追加するとともに指向性制御部７２を指向性制御部８２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１ｆが備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００６１】
受信電力計算部８１は、指向性アンテナ１１および７１で受信した受信信号の受信信号電力をそれぞれ計算し、指向性制御部８２へ出力する。指向性制御部８２は、受信電力計算部８１から入力された、指向性アンテナ１１および７１での受信信号電力値に基づき、指向性アンテナ１１および７１の指向性を制御する。
【００６２】
指向性制御部８２における指向性制御方法について説明する。指向性制御部８２は、入力される各受信信号電力（各指向性アンテナ１１，７１における受信信号電力）と閾値を比較し、受信信号電力が閾値を上回っている指向性アンテナについては、その指向性を変化させない。一方、受信信号電力が閾値を下回っている指向性アンテナについては、その指向性を変化させる。指向性アンテナ１１および７１の受信信号電力が同時に閾値を下回っている場合には、指向性アンテナ１１および７１の指向性がそれぞれ異なるように指向性アンテナ１１および７１の指向性を変化させる。なお、指向性制御部８２が指向性アンテナ１１および７１の指向性を変化させる時間間隔は、上述した指向性制御部１２が指向性アンテナ１１の指向性を変化させる時間間隔と同様とする。
【００６３】
以上のような構成とすることで、受信ダイバシティ時においても実施の形態１で示した受信装置１ａと同様の効果を得ることができる。すなわち、受信信号電力が高い場合の不要なフェージング変動を抑圧するとともに、受信信号電力が低い場合には、フレーム内に擬似的にフェージング変動を与えて誤り訂正能力を向上させることができる。なお、受信装置１ｆと同様に、指向性アンテナの本数は２以上であればよい。
【００６４】
また、図１２に示した構成の受信装置としてもよい。図１２は、実施の形態３の受信装置の変形例を示す図である。図１２に示した受信装置１ｈは、図１０に示した受信装置１ｆの指向性制御部７２および復調部７３を指向性制御部９１および復調部９２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１ｆが備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００６５】
復調部９２は、指向性アンテナ１１および７１で受信した受信信号の復調処理を行うとともに、各受信信号の受信品質を測定する。例えば、受信品質として、ＳＮＲ、ＳＩＲまたはＳＩＮＲを測定する。また、測定結果を指向性制御部９１へ出力する。指向性制御部９１は、復調部９２から入力される受信品質情報（ＳＮＲ値、ＳＩＲ値、ＳＩＮＲ値など）と所定の閾値とを比較し、受信品質が閾値を上回っている指向性アンテナについては指向性制御を行わないようにする。指向性を変更する場合には、指向性アンテナ１１および７１の指向性がそれぞれ異なるようにする。指向性制御部９１が指向性を変化させる時間間隔は、上述した指向性制御部１２が指向性アンテナ１１の指向性を変化させる時間間隔と同様とする。閾値は、例えば、受信装置１ｈにおける所要品質と同程度または少し大きな値を設定する。
【００６６】
以上の例では、受信品質が閾値を上回ると指向性制御を終了させる例について説明したが、指向性制御の終了条件はこれに限る必要はない。例えば、受信品質が閾値を下回ると指向性制御を再開させ、一定期間、例えば1フレーム時間、指向性制御を継続させる。そして、その一定期間中で最も受信品質がよくなる指向性を選択し、以後の通信に使用するようにしてもよい。このような構成とすることで、受信品質がよりよい指向性を使用して通信を継続することが可能となる。
【００６７】
また、円、楕円または多角形を描くようにして指向性を変化させる場合、前記一定期間を、円周または辺の一周分だけ指向性を変化させるのに要する時間としてもよい。このような構成とすることで、指向性方向として設定可能なすべての指向性の中から受信品質が最良となる指向性を選択することが可能となる。
【００６８】
また、円弧を描くようにして指向性を変化させる場合、前記一定期間を、円弧の端から端まで指向性を変化させるのに要する時間としてもよい。このような構成とすることで、指向性方向として設定可能なすべての指向性の中から受信品質が最良となる指向性を選択することが可能となる。
【００６９】
以上のような構成とすることにより、上述した受信装置１ｇと同様の効果を得ることができる。なお、受信装置１ｆと同様に、指向性アンテナの本数は２以上であればよい。
【００７０】
各実施の形態では、受信装置を想定し、受信アンテナの指向性を制御する方法について示したが、送信側の通信装置（送信装置）が送信アンテナの指向性を制御するようにしても同様の効果が得られる（受信側での受信性能が向上する）。送信装置は、例えば、指向性アンテナ、指向性制御部、変調部および誤り訂正符号化部を備え、指向性制御部が、上述した受信装置が備えていた指向性制御部と同様の制御を行う。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明は、指向性の鋭いアンテナを備えた受信装置の受信性能を向上させる場合に有用であり、特に、フェージング変動が緩やかな環境における受信性能劣化を抑えることが可能な受信装置に適している。
【符号の説明】
【００７２】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ 受信装置
１１，４１，４２，４３，４４，７１ 指向性アンテナ
１２，２２，３１，７２，８２，９１ 指向性制御部
１３，３２，７３，９２ 復調部
１４ 誤り訂正復号部
１５ 放射パターン
１６ 位置情報取得部
２１，５１，８１ 受信電力計算部
４５，５２，６１ アンテナ選択部
４６ セレクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋭い指向性を有する指向性アンテナを使用して無線通信を行う通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信では、気象条件や構造物などでの反射・回折の影響、送信局・受信局の移動などにより、無線伝搬路特性が時間的に変動する。この現象はフェージングと呼ばれており、受信性能の劣化を引き起こす。そこで無線通信システムでは、一般的に、フェージングによる受信性能の劣化を軽減するために、非特許文献１に示されるようにインタリーブと誤り訂正符号化が適用されている。フェージングによって生じるバースト誤りを、インタリーブによってランダム誤りに変換することで、誤り訂正符号による誤り訂正効果を向上させることが可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「わかりやすいＯＦＤＭ技術」（オーム社）、2005年11月15日、p.123-p.128
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バースト誤りが誤り訂正符号化単位（以下、フレームと呼ぶ）よりも時間的に長く継続すると、インタリーブによる並び替えの効果がなくなり、誤り訂正効果が小さくなるという問題がある。また、受信電力が長時間に渡り連続して落ち込むと、数フレーム間連続してフレーム誤りが発生し、通信が時間的に連続して不能となる問題がある。すなわち、フェージングによる時間変動が緩やかな環境下では、受信性能が劣化する。
【０００５】
フェージング変動が緩やかになる場合の例として、移動局の移動速度が遅い場合や受信局での受信波の到来角が限定される場合などが挙げられる。受信局での受信波の到来角が限定される場合、文献“唐沢好男著「ディジタル移動通信の電波伝搬基礎」（コロナ社）、2003年3月17日、p.68-p.69”に示されるように、移動局の移動に伴うドップラー広がりが限定的となるため、低速移動環境下と同様にフェージング変動が緩やかとなる。したがって、指向性の鋭い指向性アンテナを使用する場合、常に受信局での受信波の到来角が限定的となるため、移動局の移動速度によらずフェージング変動が緩やかとなり、受信性能が劣化する。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フェージング変動が緩やかな環境においても受信性能の劣化を低く抑えることが可能な受信装置、通信装置および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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、指向性が可変の指向性アンテナと、前記指向性アンテナが受信した信号を復調する復調部と、前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、前記指向性アンテナの指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フェージング変動が緩やかな環境において受信性能が劣化するのを防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１の受信装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、指向性アンテナの指向性制御動作を説明するための図である。
【図３】図３は、ドップラースペクトルの広がりを示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の受信装置の変形例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１の受信装置の変形例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１の受信装置の変形例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２の受信装置の構成例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２の受信装置の変形例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２の受信装置の変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３の受信装置の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３の受信装置の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３の受信装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる受信装置、通信装置および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。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる受信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。この受信装置１は、無線信号を送受信する通信装置を構成している。通信装置は移動可能なものとし、例えば、移動体通信システムの移動局とする。
【００１２】
図１に示したように、本実施の形態の受信装置１は、指向性アンテナ１１、指向性制御部１２、復調部１３および誤り訂正復号部１４を備えている。
【００１３】
受信装置１において、指向性アンテナ１１は、図示を省略した通信相手無線装置（以下、対向装置と呼ぶ）から送信された信号を受信する。この指向性アンテナ１１は鋭い指向性を持っており、フレーム内のフェージング変動はほとんどないものとする。また、指向性アンテナ１１の指向性は変更できるものとする。
【００１４】
指向性制御部１２は、指向性アンテナ１１の指向性を制御する。復調部１３は、指向性アンテナ１１で受信した信号を復調する。誤り訂正復号部１４は、復調部１３により復調された信号に対して誤り訂正復号処理を行い、最終的な受信信号を得る。
【００１５】
続いて、指向性制御部１２の動作を説明する。既に説明したように、指向性制御部１２では、指向性アンテナ１１の指向性を変化させる。このとき、フレーム長よりも時間的に短い間隔で指向性アンテナ１１の指向性を変化させる。ただし、指向性を変化させる間隔は、受信装置１を備えた通信装置を含む無線通信システムにおけるコヒーレント時間以上とする。
【００１６】
このように、フレーム長より短い間隔で指向性を変化させることで、フレーム内に擬似的にフェージング変動を与えることができ、それにより誤り訂正能力を向上させることができる。よって受信性能を改善できる。
【００１７】
また、指向性を変化させる間隔をフレーム長と同程度としてもよい。フレーム長と同程度の間隔で指向性を変化させた場合、フレーム内のフェージング変動を緩やかにできるため、簡易な回路でフェージング変動の補償が可能となり、復調部１３を簡略化できる。また、フレーム単位で指向性を変化させるため、フレーム間ではフェージング変動を与えることができ、その結果、連続的なフレーム誤りを抑圧できる。
【００１８】
続いて、指向性アンテナ１１の指向性方向について説明する。指向性制御部１２は、指向性アンテナ１１の指向性を、受信装置１（移動局）の移動方向に対して垂直方向、または水平方向に変化させる。一例として、受信装置１の移動方向に対して水平方向に指向性アンテナ１１の指向性を変化させる場合について説明する。図２は指向性アンテナ１１の指向性制御動作を説明するための図であり、指向性アンテナ１１の指向性を示す放射パターン１５と受信装置１の移動方向とがなす角をθとしている。なお、図１と同符号のものは同一の動作を行うため説明を省略する。また、受信装置１の構成要素のうち、指向性アンテナ１１以外については記載を省略している。
【００１９】
θ＝０，θ1，θ2のとき（|θ1|＜|θ2|）のドップラースペクトルの広がりは図３のようになり、それぞれのθで異なる伝搬路変動となる。ただし、図３におけるｆDは最大ドップラー周波数である。したがって、指向性アンテナ１１の指向性を受信装置１の移動方向に対して水平方向に変化させることで擬似的にフェージング変動を与えることができる。
【００２０】
以上のように、指向性アンテナ１１の指向性を移動方向に対して水平方向に変化させることで、フレーム内またはフレーム間に、擬似的にフェージング変動を与えることができ、受信性能を改善することができる。また、指向性アンテナ１１の指向性を移動方向に対して垂直方向に変化させる場合においても、指向性を水平方向に変化させる場合と同様の効果が得られる。
【００２１】
また、指向性アンテナ１１のビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、指向性アンテナ１１の指向性をボアサイト方向または受信装置１の移動方向に対して、水平方向または垂直方向に−φ[度]〜＋φ[度]の間で変化させるようにしてもよい。
【００２２】
以上のように、指向性アンテナ１１の指向性制御の範囲を限定することで、受信信号の到来角が限定される場合に、受信アンテナのビーム内に受信信号が到来する確率を高めることができ、かつ、受信信号電力を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させることができるため、擬似的にフェージング変動を与えることができる。
【００２３】
また、指向性制御の範囲は上記例に限定されることはなく、ａ，ｂを定数とすると、指向性アンテナ１１の指向性をボアサイト方向または受信装置１の移動方向に対して、水平方向または垂直方向に−ａφ[度]〜＋ｂφ[度]の間で変化させるようにしてもよい。
【００２４】
また、指向性アンテナ１１の指向性をボアサイト方向または受信装置１の移動方向に対して、水平方向と垂直方向に同時に変化させる構成としてもよい。例えば、中心が指向性アンテナ１１のボアサイト方向または受信装置１の移動方向である円、楕円、円弧、渦または多角形を描くようにして指向性を変化させてもよい。このような構成としても、指向性を水平方向のみ、または垂直方向のみに変化させる場合と同様の効果が得られる。
【００２５】
また、指向性アンテナ１１の指向性をランダムに変化させても、上記と同様の効果が得られる。
【００２６】
また、指向性アンテナ１１の指向性を水平方向と垂直方向に同時に変化させる場合においても、指向性を水平方向または垂直方向に変化させる場合と同様に、指向性の変化範囲を限定してもよい。
【００２７】
また、受信装置１の周囲の環境により指向性アンテナ１１の指向性制御方法を変更してもよい。図４は受信装置１（図１）に位置情報取得部１６を追加したものである。位置情報取得部１６はＧＰＳ（Global Positioning System）などにより、受信装置１の位置情報を取得し、受信装置１の位置情報または受信装置１の周囲の環境情報を指向性制御部１２へ出力する。指向性制御部１２は受信装置１の位置情報または受信装置１の周囲の環境情報を用いて指向性アンテナ１１の指向性を制御する。一例として、受信装置１の周囲の環境がトンネル内のように全方向からの反射波が期待できるような環境では円を描くように指向性を変化させ、受信装置１の周囲の環境が明かり区間のように反射波として大地反射が支配的な環境では、大地面方向に半円を描くように指向性を変化させる。このような構成とすることで、不要な方向への指向性変化を抑圧し、効率よく受信信号にフェージング変動を与えることができる。
【００２８】
受信装置１を変形し、図５に示した構成とした場合にも同様に、受信性能を改善できる。図５に示した受信装置１ａは、図１に示した受信装置１に対して受信電力計算部２１を追加するとともに指向性制御部１２を指向性制御部２２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１が備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００２９】
受信電力計算部２１は、指向性アンテナ１１で受信した受信信号の受信信号電力を計算し、指向性制御部２２へ出力する。指向性制御部２２は、上述した指向性制御部１２と同様に指向性アンテナ１１の指向性を制御する。指向性制御部２２による指向性の制御動作そのものは指向性制御部１１と同様である。ただし、指向性制御部２２は、受信電力計算部２１から入力される受信信号電力値が所定の閾値を上回ると、指向性制御を終了する。また、指向性制御部２２は、入力される受信信号電力値が閾値を下回ると、指向性アンテナ１１の指向性制御を再開する。すなわち、指向性制御部２２は、受信信号電力値が閾値以下となっている状態において、指向性アンテナ１１の指向性を制御する（変化させる）。閾値は、例えば、受信装置１ａにおける所要品質と同程度または少し大きな値とする。
【００３０】
フェージング変動が緩やかな環境では、受信信号電力が高い（受信信号を復調するために十分な受信電力となる）時間が長時間継続する。そのため、受信信号電力が高い場合に指向性制御を行うと、受信信号電力が低下し、受信性能がかえって劣化する可能性がある。このような事情を考慮して受信装置１ａの構成を上記のようにしている。受信装置１ａによれば、受信信号電力が一定値以上の場合は指向性制御を停止させることができ、受信信号電力が高い場合の不要なフェージング変動を抑圧することができる。受信信号電力が低下するとフレーム内またはフレーム間に擬似的にフェージング変動を与えることができ、受信性能を改善することができる。
【００３１】
なお、指向性制御の終了／再開の指標を受信信号電力としたが、これに限る必要はなく、その他の指標を使用してもよい。受信品質に関連する指標であればよく、所要の受信品質が満たされている場合には指向性制御を停止し、満たされていない場合には指向性制御を行うようにすればよい。例えば、図６に示した構成が考えられる。
【００３２】
図６は、図１に示した受信装置１の変形例を示す図である。図６に示した受信装置１ｂは、受信装置１の指向性制御部１２および復調部１３を指向性制御部３１および復調部３２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１が備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００３３】
復調部３２は、指向性アンテナ１１で受信した受信信号の復調処理を行うとともに、受信信号のＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）を測定し、測定結果（ＳＮＲ値）を指向性制御部３１へ出力する。指向性制御部３１は、復調部３２から入力されるＳＮＲ値と所定の閾値とを比較し、ＳＮＲ値が閾値を上回っている状態では指向性制御を行わないようにする。受信装置１ａと受信装置１ｂとの違いは、指向性制御を行うか否かを受信電力で判断するかＳＮＲで判断するかである。
【００３４】
受信装置１ｂでは指向性制御の終了／再開の指標としてＳＮＲを使用することとしたが、ＳＩＲ（Signal to Interference power Ratio）やＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）などを使用してもよい。
【００３５】
また、誤り訂正復号部１４からＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）結果を指向性制御部３１へ入力し、指向性制御部３１において、ＣＲＣ結果がＯＫであれば指向性制御を終了し、ＣＲＣ結果がＮＧであれば指向性制御を継続または再開するような構成としてもよい。
【００３６】
以上の例では、受信品質が閾値を上回ると指向性制御を終了させる例について説明したが、指向性制御の終了条件はこれに限る必要はない。例えば、受信品質が閾値を下回ると指向性制御を再開させ、一定期間、例えば１フレーム時間、指向性制御を継続させる。そして、その一定期間中で最も受信品質がよくなる指向性を選択し、以後の通信に使用するようにしてもよい。このような構成とすることで、受信品質がよりよい指向性を使用して通信を継続することが可能となる。
【００３７】
また、円、楕円または多角形を描くようにして指向性を変化させる場合、前記一定期間を、円周または辺（外辺）の一周分だけ指向性を変化させるのに要する時間としてもよい。このような構成とすることで、指向性方向として設定可能なすべての指向性の中から受信品質が最良となる指向性を選択することが可能となる。
【００３８】
また、円弧を描くようにして指向性を変化させる場合、前記一定期間を、円弧の端から端まで指向性を変化させるのに要する時間としてもよい。このような構成とすることで、指向性方向として設定可能なすべての指向性の中から受信品質が最良となる指向性を選択することが可能となる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態の受信装置は、指向性アンテナの指向性を１フレーム時間（誤り訂正符号化単位）よりも短い間隔で変化させるようにしたので、フェージング変動が緩やかな環境において受信性能が劣化するのを防止できる。また、所要の受信品質が得られている場合には指向性を変化させないようにしたので、不必要に指向性を変化させて受信品質が劣化してしまうのを防止できる。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態１では単一の指向性アンテナを備えた受信装置について説明したが、本実施の形態では複数の指向性アンテナを備えた受信装置について説明する。
【００４１】
図７は、実施の形態２の受信装置の一例を示す図である。図７に示した受信装置１ｃは、実施の形態１で説明した受信装置１の指向性アンテナ１１および指向性制御部１２を指向性アンテナ４１〜４４、アンテナ選択部４５およびセレクタ４６に置き換えたものである。本実施の形態では、受信装置１と異なる部分について説明する。
【００４２】
受信装置１ｃでは、指向性アンテナ４１〜４４を、放射パターン（指向性の方向）がそれぞれ異なるように配置する。ここで指向性アンテナ４１〜４４は、指向性アンテナ１１と異なり、指向性を変化できる必要はない。ただし、指向性アンテナ４１〜４４は、指向性アンテナ１１と同様に鋭い指向性を持っており、フレーム内のフェージング変動はほとんどないものとする。
【００４３】
指向性アンテナ４１〜４４は、図示しない対向装置から送信された信号を受信する。指向性アンテナ４１〜４４で受信した各受信信号はセレクタ４６に入力される。セレクタ４６は、アンテナ選択部４５からの指示に従い、指向性アンテナによる受信信号の中の１つを選択して、復調部１３へ出力する。
【００４４】
アンテナ選択部４５は、セレクタ４６が選択する指向性アンテナ（指向性アンテナからの入力信号）が一定間隔で変更されるようにセレクタ４６を制御する。選択する指向性アンテナを変更させる時間間隔は、上述した指向性制御部１２が指向性アンテナ１１の指向性を変化させる時間間隔と同様とする。指向性アンテナ（受信信号）の選択順については特に規定しないが、各指向性アンテナでの受信信号が均等に選択されるようにセレクタ４６を制御する。
【００４５】
以上のような構成とすることで、１本の指向性アンテナの指向性を変化させた場合と同様の効果（実施の形態１と同様の効果）を得ることができる。
【００４６】
なお、指向性アンテナの本数を４として説明したが、アンテナ数をこれに限定するものではない。指向性アンテナの本数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすれば、受信性能の改善効果が得られる。
【００４７】
図８は、実施の形態２の受信装置の変形例を示す図である。図８に示した受信装置１ｄは、図７に示した受信装置１ｃに対して受信電力計算部５１を追加するとともにアンテナ選択部４５をアンテナ選択部５２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１ｃが備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００４８】
受信電力計算部５１は、指向性アンテナ４１〜４４で受信した受信信号の受信信号電力をそれぞれ計算し、アンテナ選択部５２へ出力する。アンテナ選択部５２は、受信電力計算部５１から入力された、指向性アンテナ４１〜４４での受信信号電力値に基づき、使用する指向性アンテナを選択し、選択した指向性アンテナで受信した信号を選択するようセレクタ４６に指示する。
【００４９】
アンテナ選択部５２におけるアンテナ選択方法について説明する。アンテナ選択部５２では、入力される各指向性アンテナ４１〜４４における受信信号電力を比較し、受信信号電力が最大となる指向性アンテナを復調に使用するアンテナとして選択し、選択した指向性アンテナによる受信信号を復調部１３へ出力するようセレクタ４６に指示する。アンテナ選択部５２が選択する指向性アンテナを変化させる時間間隔は、上述した受信装置１ｃのアンテナ選択部４５と同様とする。
【００５０】
以上の構成とすることにより、受信装置１ｃと同様の効果が得られる。なお、受信装置１ｃと同様に、指向性アンテナの本数は２以上であればよい。
【００５１】
また、図９に示した構成の受信装置としてもよい。図９は、実施の形態２の受信装置の変形例を示す図である。図９に示した受信装置１ｅは、図７に示した受信装置１ｃの復調部１３およびアンテナ選択部４５を復調部３２およびアンテナ選択部６１に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１ｃが備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。また、復調部３２は実施の形態１で説明した受信装置１ｂが備えていた復調部３２と同じものである。この復調部３２についても説明を省略する。
【００５２】
アンテナ選択部６１は、復調部３２から入力されるＳＮＲ，ＳＩＲ，ＳＩＮＲなどの受信品質情報と所定の閾値とを比較する。受信品質情報が閾値を上回っている場合は使用する指向性アンテナを変更しない。一方、受信品質情報が閾値を下回っている場合は使用する指向性アンテナを変更する。使用する指向性アンテナの変更方法はランダムとしてもよいし、使用中の指向性アンテナと指向性の方向が最も異なる指向性アンテナに変更するようにしてもよい。アンテナ選択部６１が選択する指向性アンテナを変化させる時間間隔は、上述した受信装置１ｃのアンテナ選択部４５と同様とする。閾値は、例えば、受信装置１ｅにおける所要品質と同程度または少し大きな値を設定する。
【００５３】
以上の構成とすることにより、受信装置１ａや１ｂと同様の効果が得られる。なお、受信装置１ｃと同様に、指向性アンテナの本数は２以上であればよい。
【００５４】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態２と同様に、複数の指向性アンテナを備えた受信装置について説明する。ただし、各指向性アンテナは指向性を変更可能なものとする。
【００５５】
図１０は、実施の形態３の受信装置の一例を示す図である。図１０に示した受信装置１ｆは、実施の形態１で説明した受信装置１に対して指向性アンテナ７１を追加するとともに、指向性制御部１２および復調部１３を指向性制御部７２および復調部７３に置き換えたものである。本実施の形態では、受信装置１と異なる部分について説明する。
【００５６】
指向性アンテナ１１および７１は、図示しない対向装置から送信された信号を受信する。指向性アンテナ７１は指向性アンテナ１１と同機能を有するものとする。指向性アンテナ１１および７１で受信された各受信信号は復調部７３に入力される。復調部７３は、入力された複数の信号をダイバシティ復調する。
【００５７】
指向性制御部７２は、指向性アンテナ１１および７１の指向性を制御する。このとき、１本以上の指向性アンテナを変化させることとし、かつ変化させた後の指向性アンテナ１１および７１の指向性がそれぞれ異なる指向性となるように制御する。なお、指向性制御部７２が指向性アンテナ１１および７１の指向性を変化させる時間間隔／指向性変化方向／指向性変化範囲は、上述した指向性制御部１２が指向性アンテナ１１の指向性を変化させる時間間隔／指向性変化方向／指向性変化範囲と同様とする。
【００５８】
以上のような構成とすることで、受信ダイバシティ時において、各受信アンテナ（指向性アンテナ）における受信信号に異なるフェージング変動を与えることができる。よって、各受信アンテナにおける受信信号電力が同時に低下する確率を低減することができ、受信性能を改善することができる。また、受信ダイバシティ時においても実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、指向性アンテナの本数を２として説明したが、アンテナ数をこれに限定するものではない。指向性アンテナの本数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすれば、受信性能の改善効果が得られる。
【００６０】
図１１は、実施の形態３の受信装置の変形例を示す図である。図１１に示した受信装置１ｇは、図１０に示した受信装置１ｆに対して受信電力計算部８１を追加するとともに指向性制御部７２を指向性制御部８２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１ｆが備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００６１】
受信電力計算部８１は、指向性アンテナ１１および７１で受信した受信信号の受信信号電力をそれぞれ計算し、指向性制御部８２へ出力する。指向性制御部８２は、受信電力計算部８１から入力された、指向性アンテナ１１および７１での受信信号電力値に基づき、指向性アンテナ１１および７１の指向性を制御する。
【００６２】
指向性制御部８２における指向性制御方法について説明する。指向性制御部８２は、入力される各受信信号電力（各指向性アンテナ１１，７１における受信信号電力）と閾値を比較し、受信信号電力が閾値を上回っている指向性アンテナについては、その指向性を変化させない。一方、受信信号電力が閾値を下回っている指向性アンテナについては、その指向性を変化させる。指向性アンテナ１１および７１の受信信号電力が同時に閾値を下回っている場合には、指向性アンテナ１１および７１の指向性がそれぞれ異なるように指向性アンテナ１１および７１の指向性を変化させる。なお、指向性制御部８２が指向性アンテナ１１および７１の指向性を変化させる時間間隔は、上述した指向性制御部１２が指向性アンテナ１１の指向性を変化させる時間間隔と同様とする。
【００６３】
以上のような構成とすることで、受信ダイバシティ時においても実施の形態１で示した受信装置１ａと同様の効果を得ることができる。すなわち、受信信号電力が高い場合の不要なフェージング変動を抑圧するとともに、受信信号電力が低い場合には、フレーム内に擬似的にフェージング変動を与えて誤り訂正能力を向上させることができる。なお、受信装置１ｆと同様に、指向性アンテナの本数は２以上であればよい。
【００６４】
また、図１２に示した構成の受信装置としてもよい。図１２は、実施の形態３の受信装置の変形例を示す図である。図１２に示した受信装置１ｈは、図１０に示した受信装置１ｆの指向性制御部７２および復調部７３を指向性制御部９１および復調部９２に置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置１ｆが備えていたものと同様である。よって、説明は省略する。
【００６５】
復調部９２は、指向性アンテナ１１および７１で受信した受信信号の復調処理を行うとともに、各受信信号の受信品質を測定する。例えば、受信品質として、ＳＮＲ、ＳＩＲまたはＳＩＮＲを測定する。また、測定結果を指向性制御部９１へ出力する。指向性制御部９１は、復調部９２から入力される受信品質情報（ＳＮＲ値、ＳＩＲ値、ＳＩＮＲ値など）と所定の閾値とを比較し、受信品質が閾値を上回っている指向性アンテナについては指向性制御を行わないようにする。指向性を変更する場合には、指向性アンテナ１１および７１の指向性がそれぞれ異なるようにする。指向性制御部９１が指向性を変化させる時間間隔は、上述した指向性制御部１２が指向性アンテナ１１の指向性を変化させる時間間隔と同様とする。閾値は、例えば、受信装置１ｈにおける所要品質と同程度または少し大きな値を設定する。
【００６６】
以上の例では、受信品質が閾値を上回ると指向性制御を終了させる例について説明したが、指向性制御の終了条件はこれに限る必要はない。例えば、受信品質が閾値を下回ると指向性制御を再開させ、一定期間、例えば1フレーム時間、指向性制御を継続させる。そして、その一定期間中で最も受信品質がよくなる指向性を選択し、以後の通信に使用するようにしてもよい。このような構成とすることで、受信品質がよりよい指向性を使用して通信を継続することが可能となる。
【００６７】
また、円、楕円または多角形を描くようにして指向性を変化させる場合、前記一定期間を、円周または辺の一周分だけ指向性を変化させるのに要する時間としてもよい。このような構成とすることで、指向性方向として設定可能なすべての指向性の中から受信品質が最良となる指向性を選択することが可能となる。
【００６８】
また、円弧を描くようにして指向性を変化させる場合、前記一定期間を、円弧の端から端まで指向性を変化させるのに要する時間としてもよい。このような構成とすることで、指向性方向として設定可能なすべての指向性の中から受信品質が最良となる指向性を選択することが可能となる。
【００６９】
以上のような構成とすることにより、上述した受信装置１ｇと同様の効果を得ることができる。なお、受信装置１ｆと同様に、指向性アンテナの本数は２以上であればよい。
【００７０】
各実施の形態では、受信装置を想定し、受信アンテナの指向性を制御する方法について示したが、送信側の通信装置（送信装置）が送信アンテナの指向性を制御するようにしても同様の効果が得られる（受信側での受信性能が向上する）。送信装置は、例えば、指向性アンテナ、指向性制御部、変調部および誤り訂正符号化部を備え、指向性制御部が、上述した受信装置が備えていた指向性制御部と同様の制御を行う。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明は、指向性の鋭いアンテナを備えた受信装置の受信性能を向上させる場合に有用であり、特に、フェージング変動が緩やかな環境における受信性能劣化を抑えることが可能な受信装置に適している。
【符号の説明】
【００７２】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ 受信装置
１１，４１，４２，４３，４４，７１ 指向性アンテナ
１２，２２，３１，７２，８２，９１ 指向性制御部
１３，３２，７３，９２ 復調部
１４ 誤り訂正復号部
１５ 放射パターン
１６ 位置情報取得部
２１，５１，８１ 受信電力計算部
４５，５２，６１ アンテナ選択部
４６ セレクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性が可変の指向性アンテナと、
前記指向性アンテナが受信した信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記指向性アンテナの指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記指向性制御部は、受信品質に関係なく、常に前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以下の場合に、前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以上となると、前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を停止することを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以下となると、一定期間前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行い、当該一定期間中で受信品質が最良となる指向性を選択することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
前記一定期間を前記誤り訂正符号化単位とすることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記受信品質として、受信信号電力、ＳＮＲ、ＳＩＲまたはＳＩＮＲを使用することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項８】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、移動方向に対して垂直方向または水平方向に指向性を変化させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項９】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を同時に変化させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項１０】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、円、楕円、円弧、渦または多角形を描くように指向性を変化させることを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記円、楕円、円弧、渦または多角形の中心がボアサイト方向または移動方向であることを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ランダムに指向性を変化させることを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を、同時に、かつ円、楕円、円弧または多角形を描くように変化させ、
前記一定期間を、指向性を前記円、楕円または多角形の円周または外辺の一周分だけ変化させるために要する時間、または指向性を前記円弧の端から端まで変化させるために要する時間とすることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項１４】
自身の位置情報を取得して位置情報を生成する、または自身の位置情報を取得して当該位置情報に基づいて周囲の環境情報を算出する位置情報取得部をさらに備え、
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、前記位置情報または前記環境情報に基づいて指向性制御方法を変更することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項１５】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性がそれぞれ異なる方向に設定された複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナの中のいずれか一つを選択し、選択した指向性アンテナが受信した信号を出力するセレクタと、
前記セレクタから出力された信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記セレクタを制御し、選択する指向性アンテナを誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変更させるアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１６】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性がそれぞれ異なる方向に設定された複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナの中のいずれか一つを選択し、選択した指向性アンテナが受信した信号を出力するセレクタと、
前記セレクタから出力された信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記セレクタを制御し、受信信号電力が最大となる信号を受信している指向性アンテナを選択させるアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１７】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性がそれぞれ異なる方向に設定された複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナの中のいずれか一つを選択し、選択した指向性アンテナが受信した信号を出力するセレクタと、
前記セレクタから出力された信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記セレクタから出力された信号の品質が所定の閾値を下回っていることを検出するごとに、前記セレクタを制御して選択する指向性アンテナを変更させるアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１８】
前記セレクタから出力された信号の品質として、ＳＮＲ、ＳＩＲまたはＳＩＮＲを使用することを特徴とする請求項１７に記載の受信装置。
【請求項１９】
前記アンテナ選択部は、前記セレクタを制御して指向性アンテナを選択させる処理を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で繰り返すことを特徴とする請求項１６または１７に記載の受信装置。
【請求項２０】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性が可変の複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナが受信した信号をダイバシティ復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記複数の指向性アンテナのうち、１本以上の指向性アンテナの指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部と、
を備え、
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際に、変化させた後の各指向性アンテナの指向性がそれぞれ異なるものとなるように制御することを特徴とする受信装置。
【請求項２１】
前記指向性制御部は、受信品質に関係なく、常に前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項２０に記載の受信装置。
【請求項２２】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以下の場合に、前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項２０に記載の受信装置。
【請求項２３】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以上となると、前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を停止することを特徴とする請求項２２に記載の受信装置。
【請求項２４】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以下となると、一定期間前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行い、当該一定期間中で受信品質が最良となる指向性を選択することを特徴とする請求項２０に記載の受信装置。
【請求項２５】
前記一定期間を誤り訂正符号化単位とすることを特徴とする請求項２４に記載の受信装置。
【請求項２６】
前記受信品質として受信信号電力、ＳＮＲ、ＳＩＲまたはＳＩＮＲを使用することを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項２７】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、移動方向に対して垂直方向または水平方向に指向性を変化させることを特徴とする請求項２０〜２６のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項２８】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を同時に変化させることを特徴とする請求項２０〜２６のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項２９】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、円、円弧、渦または多角形を描くように指向性を変化させることを特徴とする請求項２８に記載の受信装置。
【請求項３０】
前記円、楕円、円弧、渦または多角形の中心がボアサイト方向または移動方向であることを特徴とする請求項２９に記載の受信装置。
【請求項３１】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ランダムに指向性を変化させることを特徴とする請求項２８に記載の受信装置。
【請求項３２】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を、同時に、かつ円、楕円、円弧または多角形を描くように変化させ、
前記一定期間を、指向性を前記円、楕円または多角形の円周または外辺の一周分だけ変化させるために要する時間、または指向性を前記円弧の端から端まで変化させるために要する時間とすることを特徴とする請求項２４に記載の受信装置。
【請求項３３】
自身の位置情報を取得して位置情報を生成する、または自身の位置情報を取得して当該位置情報に基づいて周囲の環境情報を算出する位置情報取得部をさらに備え、
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、前記位置情報または前記環境情報に基づいて指向性制御方法を変更することを特徴とする請求項２０〜３２のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項３４】
前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、指向性アンテナを変化させる範囲を一定範囲に限定することを特徴とする請求項８〜１３、２７〜３２のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項３５】
前記指向性アンテナのビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、前記一定範囲を、基準点を中心に−φ[度]〜＋φ[度]とすることを特徴とする請求項３４に記載の受信装置。
【請求項３６】
前記指向性アンテナのビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、前記一定範囲を、基準点を中心に−ａφ[度]〜＋ｂφ[度]（ａ，ｂは定数）とすることを特徴とする請求項３４に記載の受信装置。
【請求項３７】
前記基準点を指向性アンテナのボアサイト方向または移動方向とすることを特徴とする請求項３５または３６に記載の受信装置。
【請求項３８】
請求項１〜３７のいずれか一つに記載の受信装置を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項３９】
移動可能な通信装置を構成する送信装置であって、
送信系列を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化部と、
前記誤り訂正符号化部で誤り訂正符号化された信号を変調する変調部と、
前記変調部で変調された後の信号を送信する指向性アンテナと、
前記指向性アンテナの指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項４０】
前記指向性制御部は、常に前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項３９に記載の送信装置。
【請求項４１】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向または水平方向に指向性を変化させることを特徴とする請求項３９または４０に記載の送信装置。
【請求項４２】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を同時に変化させることを特徴とする請求項３９または４０に記載の送信装置。
【請求項４３】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、円、円弧、渦または多角形を描くように指向性を変化させることを特徴とする請求項４２に記載の送信装置。
【請求項４４】
前記円、楕円、円弧、渦または多角形の中心がボアサイト方向または移動方向であることを特徴とする請求項４３に記載の送信装置。
【請求項４５】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ランダムに指向性を変化させることを特徴とする請求項４２に記載の送信装置。
【請求項４６】
自身の位置情報を取得して位置情報を生成する、または自身の位置情報を取得して当該位置情報に基づいて周囲の環境情報を算出する位置情報取得部をさらに備え、
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、前記位置情報または前記環境情報に基づいて指向性制御方法を変更することを特徴とする請求項４１〜４５のいずれか一つに記載の送信装置。
【請求項４７】
指向性アンテナの指向性を変化させる際、指向性アンテナを変化させる範囲を一定範囲に限定することを特徴とする請求項３９〜４６のいずれか一つに記載の送信装置。
【請求項４８】
指向性アンテナのビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、前記一定範囲を、基準点を中心に−φ[度]〜＋φ[度]とすることを特徴とする請求項４７に記載の送信装置。
【請求項４９】
指向性アンテナのビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、前記一定範囲を、基準点を中心に−ａφ[度]〜＋ｂφ[度]（ａ，ｂは定数）とすることを特徴とする請求項４７に記載の送信装置。
【請求項５０】
前記基準点を指向性アンテナのボアサイト方向または移動方向とすることを特徴とする請求項４８または４９に記載の送信装置。
【請求項１】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性が可変の指向性アンテナと、
前記指向性アンテナが受信した信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記指向性アンテナの指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記指向性制御部は、受信品質に関係なく、常に前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以下の場合に、前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以上となると、前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を停止することを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以下となると、一定期間前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行い、当該一定期間中で受信品質が最良となる指向性を選択することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
前記一定期間を前記誤り訂正符号化単位とすることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記受信品質として、受信信号電力、ＳＮＲ、ＳＩＲまたはＳＩＮＲを使用することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項８】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、移動方向に対して垂直方向または水平方向に指向性を変化させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項９】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を同時に変化させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項１０】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、円、楕円、円弧、渦または多角形を描くように指向性を変化させることを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記円、楕円、円弧、渦または多角形の中心がボアサイト方向または移動方向であることを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ランダムに指向性を変化させることを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を、同時に、かつ円、楕円、円弧または多角形を描くように変化させ、
前記一定期間を、指向性を前記円、楕円または多角形の円周または外辺の一周分だけ変化させるために要する時間、または指向性を前記円弧の端から端まで変化させるために要する時間とすることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項１４】
自身の位置情報を取得して位置情報を生成する、または自身の位置情報を取得して当該位置情報に基づいて周囲の環境情報を算出する位置情報取得部をさらに備え、
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、前記位置情報または前記環境情報に基づいて指向性制御方法を変更することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項１５】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性がそれぞれ異なる方向に設定された複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナの中のいずれか一つを選択し、選択した指向性アンテナが受信した信号を出力するセレクタと、
前記セレクタから出力された信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記セレクタを制御し、選択する指向性アンテナを誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変更させるアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１６】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性がそれぞれ異なる方向に設定された複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナの中のいずれか一つを選択し、選択した指向性アンテナが受信した信号を出力するセレクタと、
前記セレクタから出力された信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記セレクタを制御し、受信信号電力が最大となる信号を受信している指向性アンテナを選択させるアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１７】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性がそれぞれ異なる方向に設定された複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナの中のいずれか一つを選択し、選択した指向性アンテナが受信した信号を出力するセレクタと、
前記セレクタから出力された信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記セレクタから出力された信号の品質が所定の閾値を下回っていることを検出するごとに、前記セレクタを制御して選択する指向性アンテナを変更させるアンテナ選択部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１８】
前記セレクタから出力された信号の品質として、ＳＮＲ、ＳＩＲまたはＳＩＮＲを使用することを特徴とする請求項１７に記載の受信装置。
【請求項１９】
前記アンテナ選択部は、前記セレクタを制御して指向性アンテナを選択させる処理を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で繰り返すことを特徴とする請求項１６または１７に記載の受信装置。
【請求項２０】
移動可能な通信装置を構成する受信装置であって、
指向性が可変の複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナが受信した信号をダイバシティ復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部と、
前記複数の指向性アンテナのうち、１本以上の指向性アンテナの指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部と、
を備え、
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際に、変化させた後の各指向性アンテナの指向性がそれぞれ異なるものとなるように制御することを特徴とする受信装置。
【請求項２１】
前記指向性制御部は、受信品質に関係なく、常に前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項２０に記載の受信装置。
【請求項２２】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以下の場合に、前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項２０に記載の受信装置。
【請求項２３】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以上となると、前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を停止することを特徴とする請求項２２に記載の受信装置。
【請求項２４】
前記指向性制御部は、受信品質が所定の閾値以下となると、一定期間前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行い、当該一定期間中で受信品質が最良となる指向性を選択することを特徴とする請求項２０に記載の受信装置。
【請求項２５】
前記一定期間を誤り訂正符号化単位とすることを特徴とする請求項２４に記載の受信装置。
【請求項２６】
前記受信品質として受信信号電力、ＳＮＲ、ＳＩＲまたはＳＩＮＲを使用することを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項２７】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、移動方向に対して垂直方向または水平方向に指向性を変化させることを特徴とする請求項２０〜２６のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項２８】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を同時に変化させることを特徴とする請求項２０〜２６のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項２９】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、円、円弧、渦または多角形を描くように指向性を変化させることを特徴とする請求項２８に記載の受信装置。
【請求項３０】
前記円、楕円、円弧、渦または多角形の中心がボアサイト方向または移動方向であることを特徴とする請求項２９に記載の受信装置。
【請求項３１】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ランダムに指向性を変化させることを特徴とする請求項２８に記載の受信装置。
【請求項３２】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を、同時に、かつ円、楕円、円弧または多角形を描くように変化させ、
前記一定期間を、指向性を前記円、楕円または多角形の円周または外辺の一周分だけ変化させるために要する時間、または指向性を前記円弧の端から端まで変化させるために要する時間とすることを特徴とする請求項２４に記載の受信装置。
【請求項３３】
自身の位置情報を取得して位置情報を生成する、または自身の位置情報を取得して当該位置情報に基づいて周囲の環境情報を算出する位置情報取得部をさらに備え、
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、前記位置情報または前記環境情報に基づいて指向性制御方法を変更することを特徴とする請求項２０〜３２のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項３４】
前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、指向性アンテナを変化させる範囲を一定範囲に限定することを特徴とする請求項８〜１３、２７〜３２のいずれか一つに記載の受信装置。
【請求項３５】
前記指向性アンテナのビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、前記一定範囲を、基準点を中心に−φ[度]〜＋φ[度]とすることを特徴とする請求項３４に記載の受信装置。
【請求項３６】
前記指向性アンテナのビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、前記一定範囲を、基準点を中心に−ａφ[度]〜＋ｂφ[度]（ａ，ｂは定数）とすることを特徴とする請求項３４に記載の受信装置。
【請求項３７】
前記基準点を指向性アンテナのボアサイト方向または移動方向とすることを特徴とする請求項３５または３６に記載の受信装置。
【請求項３８】
請求項１〜３７のいずれか一つに記載の受信装置を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項３９】
移動可能な通信装置を構成する送信装置であって、
送信系列を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化部と、
前記誤り訂正符号化部で誤り訂正符号化された信号を変調する変調部と、
前記変調部で変調された後の信号を送信する指向性アンテナと、
前記指向性アンテナの指向性を誤り訂正符号化単位以下の時間間隔で変化させる指向性制御部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項４０】
前記指向性制御部は、常に前記指向性アンテナの指向性を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項３９に記載の送信装置。
【請求項４１】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向または水平方向に指向性を変化させることを特徴とする請求項３９または４０に記載の送信装置。
【請求項４２】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ボアサイト方向または移動方向に対して垂直方向と水平方向の指向性を同時に変化させることを特徴とする請求項３９または４０に記載の送信装置。
【請求項４３】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、円、円弧、渦または多角形を描くように指向性を変化させることを特徴とする請求項４２に記載の送信装置。
【請求項４４】
前記円、楕円、円弧、渦または多角形の中心がボアサイト方向または移動方向であることを特徴とする請求項４３に記載の送信装置。
【請求項４５】
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、ランダムに指向性を変化させることを特徴とする請求項４２に記載の送信装置。
【請求項４６】
自身の位置情報を取得して位置情報を生成する、または自身の位置情報を取得して当該位置情報に基づいて周囲の環境情報を算出する位置情報取得部をさらに備え、
前記指向性制御部は、前記指向性アンテナの指向性を変化させる際、前記位置情報または前記環境情報に基づいて指向性制御方法を変更することを特徴とする請求項４１〜４５のいずれか一つに記載の送信装置。
【請求項４７】
指向性アンテナの指向性を変化させる際、指向性アンテナを変化させる範囲を一定範囲に限定することを特徴とする請求項３９〜４６のいずれか一つに記載の送信装置。
【請求項４８】
指向性アンテナのビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、前記一定範囲を、基準点を中心に−φ[度]〜＋φ[度]とすることを特徴とする請求項４７に記載の送信装置。
【請求項４９】
指向性アンテナのビーム幅（半値角）をφ[度]とすると、前記一定範囲を、基準点を中心に−ａφ[度]〜＋ｂφ[度]（ａ，ｂは定数）とすることを特徴とする請求項４７に記載の送信装置。
【請求項５０】
前記基準点を指向性アンテナのボアサイト方向または移動方向とすることを特徴とする請求項４８または４９に記載の送信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１０７２４（Ｐ２０１３−１１０７２４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３３７３６（Ｐ２０１２−３３７３６）
【出願日】平成２４年２月２０日（２０１２．２．２０）
【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２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２０日（２０１２．２．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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