無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法
【課題】複数の通信相手に対して高信頼で無線通信するためのアンテナダイバーシティのアンテナ選択処理を提供すること。
【解決手段】基地局１０は、各中継局２０から通信品質の計測結果の通知を受けると、各中継局２０における最も通信品質の計測結果が高い基準信号の送受信に使用されるアンテナ４３１ａ，４３１ｂとアンテナ４３１ｃ，４３１ｄとの組み合わせを特定し、その特定したアンテナ４３１ａを無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択し、各中継局２０は、基地局１０によって選択された無線信号のブロードキャストに使用するアンテナ４３１ａを送信用アンテナとしたときの、通信品質の計測結果が最高となるアンテナ４３１ｃ，４３１ｄを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択する。
【解決手段】基地局１０は、各中継局２０から通信品質の計測結果の通知を受けると、各中継局２０における最も通信品質の計測結果が高い基準信号の送受信に使用されるアンテナ４３１ａ，４３１ｂとアンテナ４３１ｃ，４３１ｄとの組み合わせを特定し、その特定したアンテナ４３１ａを無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択し、各中継局２０は、基地局１０によって選択された無線信号のブロードキャストに使用するアンテナ４３１ａを送信用アンテナとしたときの、通信品質の計測結果が最高となるアンテナ４３１ｃ，４３１ｄを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において複数のアンテナを無線通信装置に設けることで、無線通信時に受信特性のよいアンテナを選択するアンテナダイバーシティにより、無線通信の通信信頼性を向上させることができる。
【０００３】
特許文献１に記載のアンテナダイバーシティでは、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替えて通信を行い、複数系統のアンテナの中から通信に用いるアンテナを選択することで、通信相手装置と同じタイミングでのアンテナを切り替えることを防ぐ。
【０００４】
特許文献２に記載のアンテナダイバーシティでは、複数のアンテナから無線通信に使用するアンテナを選択した後、そのアンテナで使用する無線通信方式の優先度を計算する優先度計算処理により、無線通信方式の優先順位付けのための処理量を削減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０６５４９号公報
【特許文献２】特開２０１１−９９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアンテナダイバーシティでは、複数系統のアンテナの中から通信に用いるアンテナを選択するときに、アンテナの通信指標（電波強度など）を参照していたが、この指標は、ユニキャスト（１：１通信）で測定される指標である。しかし、基地局から送信される無線信号は、その基地局の周囲に存在する複数の無線端末に対して一斉に送信される信号であることも多い（ブロードキャストなどの「１：多」通信）。
【０００７】
よって、「１：多」通信におけるアンテナダイバーシティのアンテナ選択処理としては、従来のアンテナダイバーシティでは、充分な通信精度を得られなかった。そのため、「１：多」の無線通信を高信頼に行うためのアンテナ選択処理を行う必要がある。
【０００８】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、複数の通信相手に対して高信頼で無線通信するためのアンテナダイバーシティのアンテナ選択処理を提供することを、主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、複数の無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記各無線通信装置が、それぞれ自身が無線通信に使用するアンテナを複数本有しており、
無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの送信側装置が、無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの複数台の受信側装置に対して、アンテナの通信品質を測定するための基準信号を、自身の複数本の送信側アンテナそれぞれを介して送信し、
前記各受信側装置が、自身の複数本の受信側アンテナそれぞれについて前記基準信号を受信することによって、前記各受信側アンテナについての前記通信品質を計測して、その計測結果を前記送信側装置に通知し、
前記送信側装置が、前記各受信側装置から前記通信品質の計測結果の通知を受けると、前記各受信側装置における最も前記通信品質の計測結果が高い前記基準信号の送受信に使用される前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの組み合わせを特定し、その特定した前記送信側アンテナが最も多いものを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択し、
前記各受信側装置が、前記送信側装置によって選択された無線信号のブロードキャストに使用するアンテナを送信用アンテナとしたときの、前記通信品質の計測結果が最高となる前記受信側アンテナを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の通信相手に対して高信頼で無線通信するためのアンテナダイバーシティのアンテナ選択処理を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に関する本実施形態の無線通信システムを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に関する図１の無線通信システムにおいて、中継局が１本のアンテナで無線通信する形態を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に関する図１の無線通信システムにおいて、中継局が２本のアンテナで無線通信する形態を示す構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に関する図１の無線通信システムを構成する基地局の詳細を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に関するユニット式電力量計の構成図の例である。
【図６】本発明の一実施形態に関する無線ノード（中継局、無線端末）を示す構成図である。
【図７】本発明の一実施形態に関する無線通信システムにおける無線信号の伝送手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に関する無線通信システムにおいて、下流への通信として伝送される各無線信号についての送信のタイミングを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、各図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態の無線通信システムを示す構成図である。
無線通信システムは、基地局１０と、各中継局２０（中継局２０ａ〜中継局２０ｃ）と、各無線端末３０（無線端末３０ａ〜無線端末３０ｇ）とから構成される。無線通信システムとして、電力使用量の検針業務における自動検針システムへ適用するときには、各中継局２０や各無線端末３０は、ユニット式電力量計４０（図５で後記）に内蔵される無線通信手段である。
なお、無線通信システムを構成する装置（以下、適宜「無線ノード」とする）の台数は、図１で例示した比較的小規模な台数に限定されず、数１００台以上となるような大規模な台数としてもよい。
これらの無線通信システムを構成する各装置間は、無線通信の電波が伝達される仮想的なリンクである無線リンク１００（無線リンク１００ａ〜１００ｊ）によって接続されている。これらの無線リンク１００は、無線通信によって双方向のいずれにも通信可能である。
【００１４】
以下、本実施形態では、無線ノード間の通信の場所や方向を示すために、以下の用語を用いる。
基地局１０を無線信号の送信元とし、その無線信号が基地局１０から直接無線リンク１００で接続される他無線ノードへと伝搬し（第１ホップとする）、さらにその第１ホップの無線ノードから直接無線リンク１００で接続される他無線ノードへと伝搬する（第２ホップとする）。
例えば、基地局１０→中継局２０ａ（第１ホップ）→無線端末３０ｄ（第２ホップ）の順に、無線信号が送信される。
第１ホップの通信に使用される無線リンク１００は、無線リンク１００ａ〜１００ｆである。
第２ホップの通信に使用される無線リンク１００は、無線リンク１００ｇ〜１００ｊである。
【００１５】
このように、基地局１０を始点として第１ホップ→第２ホップの順に送信される通信を「下流への通信」と呼ぶ。同様に、「下流への通信」への応答として、第２ホップ→第１ホップ→基地局１０へと返信される通信を「上流への通信」と呼ぶ。
【００１６】
図２は、図１の無線通信システムにおいて、中継局２０が１本のアンテナ４３１で無線通信する形態を示す構成図である。
第１ホップの通信として、基地局１０は、アンテナ４３１ａを使用して、無線信号１０１ａ〜１０１ｃを同じブロードキャストの無線信号として送信して、中継局２０ａ〜２０ｃにてそれぞれ受信させる。
同様に、第１ホップの通信として、基地局１０は、アンテナ４３１ｂを使用して、無線信号１０２ａ〜１０２ｃを同じブロードキャストの無線信号として送信して、無線端末３０ａ〜３０ｃにてそれぞれ受信させる。
なお、図２や後記する図３で示すアンテナ４３１間の実線矢印は、無線信号の送受信に使用される電波の流れを示すものであるが、実線矢印が図示されていないアンテナ４３１間にも、電波は送信されている。
【００１７】
【表１】
【００１８】
表１は、図２の無線通信システムにおける通信品質の測定結果を、第１ホップの送信先ごとに示す表である。通信品質の評価値は、０〜１００までの範囲とし、評価値が高いほどよい通信品質を示す。
通信品質としては、各種の通信測定パラメータ、例えば、通信成功率、ビットエラー率、パケットエラー率、受信信号の電力強度を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）を単独または組み合わせて求める。
例えば、以下の計算式により、ＲＳＳＩが高くても通信成功率が低い状況（外来ノイズが多い場合や、建物からの反射波によるマルチパスフェージングが生じる場合）でも、ＲＳＳＩへの重み値が小さいので、高精度な通信品質を求めることができる。
通信品質 ＝（ＲＳＳＩ）×重み値「0.3」＋（通信成功率）×重み値「0.7」
なお、この計算式における（通信成功率）は、ビットエラー率とパケットエラー率とで代替してもよい。
【００１９】
表１の第１レコードによると、中継局２０ａのアンテナ４３１は、基地局１０のアンテナ４３１ａから送信された基準信号を通信品質「１００」で受信し、基地局１０のアンテナ４３１ｂから送信された基準信号を通信品質「７０」で受信する。このように、同じ基地局１０のアンテナでも受信時の通信品質が異なる要因としては、例えば、アンテナの向きや、各無線ノードの配置、周囲の反射物の影響や空間ノイズなど、さまざまな要因がある。
そのため、基地局１０は、アンテナ４３１を複数設けるアンテナダイバーシティとし、基地局１０から無線信号を受信する各無線ノードは、アンテナ４３１ａおよびアンテナ４３１ｂのうちの通信品質が高いアンテナを選択することで、安定した無線通信を実現できる。
【００２０】
よって、中継局２０ａ〜中継局２０ｃは、それぞれアンテナ４３１ａの通信品質がアンテナ４３１ｂの通信品質を上回っているため、アンテナ４３１ａを無線通信手段として選択する（表１および後記する表２において、選択したアンテナを示す「（選択）」の文字列を、評価値の右に併記する）。
一方、無線端末３０ａ〜無線端末３０ｃは、それぞれアンテナ４３１ｂの通信品質がアンテナ４３１ａの通信品質を上回っているため、アンテナ４３１ｂを無線通信手段として選択する。
【００２１】
さらに、表１では、第２ホップの送信先（無線端末３０ｄ〜３０ｇ）は測定対象から省略されているが、もし基地局１０からの基準信号を所定レベル以上の通信品質で受信できたときには、中継局２０ａ〜中継局２０ｃを経由せず、直接基地局１０から無線信号を受信することとしてもよい（換言すると、第２ホップから第１ホップへと昇格してもよい）。
【００２２】
図２に戻り、第２ホップの通信として、以下に示すように、中継局２０ａ〜２０ｃが、それぞれ無線端末３０ｄ〜３０ｇに無線信号を送信する。
中継局２０ａは、無線信号１０１ａで伝送された通信データを無線信号１０３で中継して送信し、無線端末３０ｄに受信させる。
中継局２０ｂは、無線信号１０１ｂで伝送された通信データを無線信号１０４ａ，１０４ｂで中継して送信し、無線端末３０ｅ，３０ｆに受信させる。
中継局２０ｃは、無線信号１０１ｃで伝送された通信データを無線信号１０５で中継して送信し、無線端末３０ｇに受信させる。
【００２３】
図３は、図１の無線通信システムにおいて、中継局２０が２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄで無線通信する形態を示す構成図である。
図３と図２との違いは、第１ホップの通信として、基地局１０が、アンテナ４３１ａを使用して、無線信号１０１ａ〜１０１ｃを同じブロードキャストの無線信号として送信して、中継局２０ａ〜２０ｃにてそれぞれ受信させる処理である。
この受信処理において、中継局２０ａ〜２０ｃは、それぞれ自身に接続されている２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄのうちの通信品質のよいアンテナを使用する。なお、通信品質の測定処理は、例えば、測定用の基準信号を複数回通信することで実施される。その結果、中継局２０ａ，中継局２０ｂでは、１本目のアンテナ４３１ｃが選択され、中継局２０ｃでは、２本目のアンテナ４３１ｄが選択される。
【００２４】
さらに、中継局２０ａ〜２０ｃは、第２ホップの通信として、無線端末３０ｄ〜３０ｇに無線信号を送信するときも、第１ホップの通信と同様に、自身に接続されている２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄのうちの通信品質のよいアンテナを使用する。
【００２５】
【表２】
【００２６】
表２は、図３の無線通信システムにおける通信品質の測定結果を、第１ホップの送信先ごとに示す表である。表１との相違点として、中継局２０ａ〜中継局２０ｃがそれぞれ２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄを備えているので、通信品質の測定値は、アンテナごとに表記される。
【００２７】
そして、図３の無線通信システムでは、表２に示す通信品質の測定結果が揃った後に、基地局１０側の送信用アンテナ４３１ａ，４３１ｂのどちらを選択するかを決定し、その決定された送信用アンテナからの無線信号を受信する受信用アンテナ４３１ｃ，４３１ｄのどちらを選択するかを決定する。
【００２８】
送信用アンテナの決定処理としては、まず、２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄを備えている第１ホップの送信先（中継局２０ａ〜中継局２０ｃ）ごとに、最高の通信品質を得られる送受信アンテナの組み合わせを抽出する。
・中継局２０ａでは、「アンテナ４３１ａ→アンテナ４３１ｃ」の通信品質「１００」
・中継局２０ｂでは、「アンテナ４３１ａ→アンテナ４３１ｃ」の通信品質「９０」
・中継局２０ｃでは、「アンテナ４３１ｂ→アンテナ４３１ｄ」の通信品質「９０」
そして、中継局２０の数の多数決（アンテナ４３１ａを選択する２台の中継局２０と、アンテナ４３１ｂを選択する１台の中継局２０）により、送信用アンテナをアンテナ４３１ａとして決定する。
【００２９】
受信用アンテナの決定処理としては、中継局２０ごとに、送信用アンテナ４３１ａにおける通信品質が高い方のアンテナを、受信用アンテナとして決定する。
例えば、中継局２０ｃでは、アンテナ４３１ｃの通信品質「５０」よりも、アンテナ４３１ｄの通信品質「８０」のほうが高いので、アンテナ４３１ｄを受信用アンテナとして決定する。
なお、アンテナ４３１ｂ→「中継局２０ｃのアンテナ４３１ｄ」の通信品質は「９０」であるが、送信用アンテナの決定処理として、アンテナ４３１ｂは選択されなかったので、この通信品質「９０」は、受信用アンテナの決定処理には参照されない。
【００３０】
図４（ａ）は、図１の無線通信システムを構成する基地局１０の詳細を示す構成図である。基地局１０は、有線／無線変換装置１１と、無線通信装置１２とから構成される。
有線／無線変換装置１１は、低圧配電線と有線ネットワークとに接続される。低圧配電線の先には、高圧配電線へと接続するために変圧処理を行うための変圧器４８が存在する。有線ネットワークは、例えば、光ファイバ通信、メタル線などの回線であり、外部ネットワークと接続される。
【００３１】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の無線通信装置１２を示す。無線通信装置１２は、基地局１０の無線通信を行う手段であり、２本のアンテナ４３１ａ，４３１ｂと、無線通信部４３２と、通信制御部４３３と、記憶部４３４と、入出力インターフェース部４３５と、電源部４３６とを備える。
【００３２】
２本のアンテナ４３１ａ，４３１ｂは、例えば向きが異なるように配置されており、前記した図２，図３で説明したように、アンテナダイバーシティにおいて通信品質（通信特性）がよいアンテナが選択され、選択されたアンテナを介して無線信号が通信される。他のアンテナの配置方法としては、例えば、偏波面が直交になるように配置しても良いし、無線信号の半波長以上離すように配置しても良いし、指向性の異なる２本のアンテナを用いて配置しても良い。
【００３３】
無線通信部４３２は、通常は変復調、周波数変換器、フィルタ、高周波スイッチなどの無線通信で用いられる回路にて構成される。無線通信部４３２は、通信制御部４３３から入力されるデータに基づき、２本のアンテナ４３１ａ，４３１ｂを介して無線信号を外部へ送信する。２本のアンテナ４３１ａ，４３１ｂを介して受信した無線信号は、通信制御部４３３に出力される。
【００３４】
通信制御部４３３は、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成してもよいし、ＤＳＰ（Digital Signal Processer）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などで構成してもよい。通信制御部４３３は、入出力インターフェース部４３５において外部と入出力されるデータを記憶部４３４に保存し、無線通信部４３２を制御してデータを無線通信するためのデータに変換する。
記憶部４３４は、一般的にはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）やＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などのメモリで構成される。
【００３５】
入出力インターフェース部４３５は、一般的にはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＲＳ−２３２Ｃ、ＩｒＤＡなどの有線、無線、赤外線インターフェースなどで構成される。入出力インターフェース部４３５は、無線ノードが図５に示すユニット式電力量計４０として使用されるときには、電力量計測部４１から電力量を入手し、開閉器４２の開閉状態を入手するとともに、開閉操作信号を与える。
電源部４３６は、外部から供給される電源（ＡＣ１００Ｖなど）から、自装置内で使用される複数の電源（ＤＣ５Ｖなど）に変換してから、自装置内の各処理部に供給する。
【００３６】
図５は、ユニット式電力量計４０の構成図の例である。ユニット式電力量計４０は、電力量計測部４１と、開閉器４２と、無線ノードとしての中継局２０または無線端末３０とを有する。さらに、ユニット式電力量計４０は、図４（ａ）の基地局１０と同様に、変圧器４８および高圧配電線と接続するための低圧配電線がそれぞれ接続される。
【００３７】
電力量計測部４１は、家屋内での使用電力を時間的に積算した量（電力量Ｗｈ）を検針値として計測する電力量計である。
無線ノードは、電力量計測部４１の検針値や各家庭での太陽光発電などの発電電力値（売電電力量の検針結果）などを他装置に無線送信し、かつ、外部からの指示信号（開閉器４２への開閉操作信号など）を無線受信する無線通信手段（例えば、２．４ＧＨｚ帯や９５０ＭＨｚ帯を使用する）である。
開閉器４２は、無線ノードが受信した外部からの指示信号をもとに、分電盤４９を介して家屋内への電力供給を一度に遮断する切断状態（ＯＦＦ）への制御を実行する。
【００３８】
図６は、無線ノード（中継局２０、無線端末３０）を示す構成図である。図４（ｂ）で示した無線通信装置１２との相違点に着目して、説明する。
図６（ａ）は、図２の無線通信システムで用いられる中継局２０、または、図２，図３の無線通信システムで用いられる無線端末３０の内部構成を示す。図４（ｂ）の無線通信装置１２にはアンテナ４３１が４３１ａ，４３１ｂというように２本接続されているのに対し、図６（ａ）の無線ノードにはアンテナ４３１が１本接続されている。
図６（ｂ）は、図３の無線通信システムで用いられる中継局２０の内部構成を示す。図４（ｂ）の無線通信装置１２の構成に加え、アンテナ切替部４３７と、アンテナ切替信号４３８とが追加されている。アンテナ切替部４３７は、通信制御部４３３から出力されるアンテナ切替信号４３８に従って、複数のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄのうちの無線通信に使用するアンテナを切り替える。
【００３９】
図７は、無線通信システムにおける無線信号の伝送手順を示すフローチャートである。このフローチャートでは、基地局１０から第１ホップの各無線ノードへの、ブロードキャスト通信を利用した下流への通信処理を示す。
【００４０】
基地局１０は、自装置を初期化して無線通信を起動すると、アンテナ４３１ａを介して通信品質を測定するための基準信号を送信する（Ｓ１１１）。
第１ホップの各無線ノードは、自装置を初期化して無線通信を起動すると、Ｓ１１１の基準信号を受信し、通信品質を評価し（Ｓ２１１）、その評価結果である通信品質を基地局１０に送信する（Ｓ２１２）。
基地局１０は、アンテナ４３１ａを介して、Ｓ２１２の通信品質の評価結果を受信する（Ｓ１１２）。
基地局１０は、アンテナ４３１ｂについても、アンテナ４３１ａと同様に、基準信号をもとにした通信品質の測定処理を実行する（Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ２１３，Ｓ２１４）。
【００４１】
基地局１０は、アンテナ４３１ａ，４３１ｂそれぞれで受信した通信品質の評価結果（Ｓ１１２，Ｓ１１４）を元に、第１ホップ（中継局２０向け、無線端末３０向け）への送信処理に使用するアンテナを選択する（Ｓ１１５）。その結果、図２，図３で示すように、中継局２０向けのアンテナ４３１ａと、無線端末３０向けのアンテナ４３１ｂとがそれぞれ選択される。
【００４２】
基地局１０は、第１ホップの各中継局２０に対して、アンテナ４３１ａを使用して無線信号の通信データをブロードキャストで送信し（Ｓ１１６）、各中継局２０に受信させる（Ｓ２１５）。
基地局１０は、第１ホップの各無線端末３０に対して、アンテナ４３１ｂを使用して無線信号の通信データをブロードキャストで送信し（Ｓ１１７）、各無線端末３０に受信させる（Ｓ２１６）。
そして、基地局１０は、Ｓ１１５で選択したアンテナを変更しないときには、処理をＳ１１６に戻し、アンテナを変更するときには、処理をＳ１１１に戻す。
【００４３】
図８は、無線通信システムにおいて、下流への通信として伝送される各無線信号についての送信のタイミングを示すグラフである。
基地局１０は、第１ホップの各中継局２０に対して、無線信号１０１ａ〜１０１ｃをブロードキャストで送信する。
その後、基地局１０は、第１ホップの各無線端末３０に対して、無線信号１０２ａ〜１０２ｃをブロードキャストで送信するとともに、第１ホップの各中継局２０は、第２ホップの各無線端末３０に対して、無線信号１０３，１０４ａ，１０４ｂ，１０５を送信する。
【００４４】
ここで、隣接する空間に複数種類の無線信号を伝送するときの電波干渉を回避するために、無線信号の多重化（時分割多重、周波数分割多重）を行うことが望ましい。
例えば、各無線信号の送信時期を互いにずらす（時分割多重）こととしてもよいし、各無線信号の伝送に使用する周波数チャネルを互いにずらす（周波数分割多重）こととしてもよい。以下に、各無線信号の伝送に使用する周波数チャネルを例示する。
無線通信信号１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ：周波数チャネル「952MHz」
無線通信信号１０３：周波数チャネル「953MHz」
無線通信信号１０４ａ，１０４ｂ：周波数チャネル「954MHz」
無線通信信号１０３：周波数チャネル「955MHz」
【００４５】
以上、図８で説明した下流への各無線信号は、ブロードキャストおよびユニキャストを用途に応じて併用する。一方、上流への各無線信号は、主にユニキャストを使用する。ここで、ユニキャストを使用するときには、通信信頼性を向上するために、エラー訂正処理およびエラー検出処理（エラーを検出した場合には再送）のうちの少なくとも１つの通信信頼性の向上処理を行うことが望ましい。
【００４６】
以上説明した本実施形態では、アンテナダイバーシティを適用する無線通信システムとして、図３に示したように、送信側アンテナと受信側アンテナとでそれぞれアンテナ選択処理を行うことにより、とくにブロードキャスト通信における高信頼な無線通信を可能とする。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 基地局（送信側装置）
１１ 有線／無線変換装置
１２ 無線通信装置
２０ 中継局（受信側装置）
３０ 無線端末（受信側装置）
４０ ユニット式電力量計
４１ 電力量計測部
４２ 開閉器
４８ 変圧器
４９ 分電盤
４３１ アンテナ
４３２ 無線通信部
４３３ 通信制御部
４３４ 記憶部
４３５ 入出力インターフェース部
４３６ 電源部
４３７ アンテナ切替部
４３８ アンテナ切替信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信システム、および、無線通信方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において複数のアンテナを無線通信装置に設けることで、無線通信時に受信特性のよいアンテナを選択するアンテナダイバーシティにより、無線通信の通信信頼性を向上させることができる。
【０００３】
特許文献１に記載のアンテナダイバーシティでは、送受信に同一の周波数を用い、所定の周期で送受信を切り替えて通信を行い、複数系統のアンテナの中から通信に用いるアンテナを選択することで、通信相手装置と同じタイミングでのアンテナを切り替えることを防ぐ。
【０００４】
特許文献２に記載のアンテナダイバーシティでは、複数のアンテナから無線通信に使用するアンテナを選択した後、そのアンテナで使用する無線通信方式の優先度を計算する優先度計算処理により、無線通信方式の優先順位付けのための処理量を削減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０６５４９号公報
【特許文献２】特開２０１１−９９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアンテナダイバーシティでは、複数系統のアンテナの中から通信に用いるアンテナを選択するときに、アンテナの通信指標（電波強度など）を参照していたが、この指標は、ユニキャスト（１：１通信）で測定される指標である。しかし、基地局から送信される無線信号は、その基地局の周囲に存在する複数の無線端末に対して一斉に送信される信号であることも多い（ブロードキャストなどの「１：多」通信）。
【０００７】
よって、「１：多」通信におけるアンテナダイバーシティのアンテナ選択処理としては、従来のアンテナダイバーシティでは、充分な通信精度を得られなかった。そのため、「１：多」の無線通信を高信頼に行うためのアンテナ選択処理を行う必要がある。
【０００８】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、複数の通信相手に対して高信頼で無線通信するためのアンテナダイバーシティのアンテナ選択処理を提供することを、主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、複数の無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記各無線通信装置が、それぞれ自身が無線通信に使用するアンテナを複数本有しており、
無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの送信側装置が、無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの複数台の受信側装置に対して、アンテナの通信品質を測定するための基準信号を、自身の複数本の送信側アンテナそれぞれを介して送信し、
前記各受信側装置が、自身の複数本の受信側アンテナそれぞれについて前記基準信号を受信することによって、前記各受信側アンテナについての前記通信品質を計測して、その計測結果を前記送信側装置に通知し、
前記送信側装置が、前記各受信側装置から前記通信品質の計測結果の通知を受けると、前記各受信側装置における最も前記通信品質の計測結果が高い前記基準信号の送受信に使用される前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの組み合わせを特定し、その特定した前記送信側アンテナが最も多いものを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択し、
前記各受信側装置が、前記送信側装置によって選択された無線信号のブロードキャストに使用するアンテナを送信用アンテナとしたときの、前記通信品質の計測結果が最高となる前記受信側アンテナを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の通信相手に対して高信頼で無線通信するためのアンテナダイバーシティのアンテナ選択処理を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に関する本実施形態の無線通信システムを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に関する図１の無線通信システムにおいて、中継局が１本のアンテナで無線通信する形態を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に関する図１の無線通信システムにおいて、中継局が２本のアンテナで無線通信する形態を示す構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に関する図１の無線通信システムを構成する基地局の詳細を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に関するユニット式電力量計の構成図の例である。
【図６】本発明の一実施形態に関する無線ノード（中継局、無線端末）を示す構成図である。
【図７】本発明の一実施形態に関する無線通信システムにおける無線信号の伝送手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に関する無線通信システムにおいて、下流への通信として伝送される各無線信号についての送信のタイミングを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、各図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態の無線通信システムを示す構成図である。
無線通信システムは、基地局１０と、各中継局２０（中継局２０ａ〜中継局２０ｃ）と、各無線端末３０（無線端末３０ａ〜無線端末３０ｇ）とから構成される。無線通信システムとして、電力使用量の検針業務における自動検針システムへ適用するときには、各中継局２０や各無線端末３０は、ユニット式電力量計４０（図５で後記）に内蔵される無線通信手段である。
なお、無線通信システムを構成する装置（以下、適宜「無線ノード」とする）の台数は、図１で例示した比較的小規模な台数に限定されず、数１００台以上となるような大規模な台数としてもよい。
これらの無線通信システムを構成する各装置間は、無線通信の電波が伝達される仮想的なリンクである無線リンク１００（無線リンク１００ａ〜１００ｊ）によって接続されている。これらの無線リンク１００は、無線通信によって双方向のいずれにも通信可能である。
【００１４】
以下、本実施形態では、無線ノード間の通信の場所や方向を示すために、以下の用語を用いる。
基地局１０を無線信号の送信元とし、その無線信号が基地局１０から直接無線リンク１００で接続される他無線ノードへと伝搬し（第１ホップとする）、さらにその第１ホップの無線ノードから直接無線リンク１００で接続される他無線ノードへと伝搬する（第２ホップとする）。
例えば、基地局１０→中継局２０ａ（第１ホップ）→無線端末３０ｄ（第２ホップ）の順に、無線信号が送信される。
第１ホップの通信に使用される無線リンク１００は、無線リンク１００ａ〜１００ｆである。
第２ホップの通信に使用される無線リンク１００は、無線リンク１００ｇ〜１００ｊである。
【００１５】
このように、基地局１０を始点として第１ホップ→第２ホップの順に送信される通信を「下流への通信」と呼ぶ。同様に、「下流への通信」への応答として、第２ホップ→第１ホップ→基地局１０へと返信される通信を「上流への通信」と呼ぶ。
【００１６】
図２は、図１の無線通信システムにおいて、中継局２０が１本のアンテナ４３１で無線通信する形態を示す構成図である。
第１ホップの通信として、基地局１０は、アンテナ４３１ａを使用して、無線信号１０１ａ〜１０１ｃを同じブロードキャストの無線信号として送信して、中継局２０ａ〜２０ｃにてそれぞれ受信させる。
同様に、第１ホップの通信として、基地局１０は、アンテナ４３１ｂを使用して、無線信号１０２ａ〜１０２ｃを同じブロードキャストの無線信号として送信して、無線端末３０ａ〜３０ｃにてそれぞれ受信させる。
なお、図２や後記する図３で示すアンテナ４３１間の実線矢印は、無線信号の送受信に使用される電波の流れを示すものであるが、実線矢印が図示されていないアンテナ４３１間にも、電波は送信されている。
【００１７】
【表１】
【００１８】
表１は、図２の無線通信システムにおける通信品質の測定結果を、第１ホップの送信先ごとに示す表である。通信品質の評価値は、０〜１００までの範囲とし、評価値が高いほどよい通信品質を示す。
通信品質としては、各種の通信測定パラメータ、例えば、通信成功率、ビットエラー率、パケットエラー率、受信信号の電力強度を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）を単独または組み合わせて求める。
例えば、以下の計算式により、ＲＳＳＩが高くても通信成功率が低い状況（外来ノイズが多い場合や、建物からの反射波によるマルチパスフェージングが生じる場合）でも、ＲＳＳＩへの重み値が小さいので、高精度な通信品質を求めることができる。
通信品質 ＝（ＲＳＳＩ）×重み値「0.3」＋（通信成功率）×重み値「0.7」
なお、この計算式における（通信成功率）は、ビットエラー率とパケットエラー率とで代替してもよい。
【００１９】
表１の第１レコードによると、中継局２０ａのアンテナ４３１は、基地局１０のアンテナ４３１ａから送信された基準信号を通信品質「１００」で受信し、基地局１０のアンテナ４３１ｂから送信された基準信号を通信品質「７０」で受信する。このように、同じ基地局１０のアンテナでも受信時の通信品質が異なる要因としては、例えば、アンテナの向きや、各無線ノードの配置、周囲の反射物の影響や空間ノイズなど、さまざまな要因がある。
そのため、基地局１０は、アンテナ４３１を複数設けるアンテナダイバーシティとし、基地局１０から無線信号を受信する各無線ノードは、アンテナ４３１ａおよびアンテナ４３１ｂのうちの通信品質が高いアンテナを選択することで、安定した無線通信を実現できる。
【００２０】
よって、中継局２０ａ〜中継局２０ｃは、それぞれアンテナ４３１ａの通信品質がアンテナ４３１ｂの通信品質を上回っているため、アンテナ４３１ａを無線通信手段として選択する（表１および後記する表２において、選択したアンテナを示す「（選択）」の文字列を、評価値の右に併記する）。
一方、無線端末３０ａ〜無線端末３０ｃは、それぞれアンテナ４３１ｂの通信品質がアンテナ４３１ａの通信品質を上回っているため、アンテナ４３１ｂを無線通信手段として選択する。
【００２１】
さらに、表１では、第２ホップの送信先（無線端末３０ｄ〜３０ｇ）は測定対象から省略されているが、もし基地局１０からの基準信号を所定レベル以上の通信品質で受信できたときには、中継局２０ａ〜中継局２０ｃを経由せず、直接基地局１０から無線信号を受信することとしてもよい（換言すると、第２ホップから第１ホップへと昇格してもよい）。
【００２２】
図２に戻り、第２ホップの通信として、以下に示すように、中継局２０ａ〜２０ｃが、それぞれ無線端末３０ｄ〜３０ｇに無線信号を送信する。
中継局２０ａは、無線信号１０１ａで伝送された通信データを無線信号１０３で中継して送信し、無線端末３０ｄに受信させる。
中継局２０ｂは、無線信号１０１ｂで伝送された通信データを無線信号１０４ａ，１０４ｂで中継して送信し、無線端末３０ｅ，３０ｆに受信させる。
中継局２０ｃは、無線信号１０１ｃで伝送された通信データを無線信号１０５で中継して送信し、無線端末３０ｇに受信させる。
【００２３】
図３は、図１の無線通信システムにおいて、中継局２０が２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄで無線通信する形態を示す構成図である。
図３と図２との違いは、第１ホップの通信として、基地局１０が、アンテナ４３１ａを使用して、無線信号１０１ａ〜１０１ｃを同じブロードキャストの無線信号として送信して、中継局２０ａ〜２０ｃにてそれぞれ受信させる処理である。
この受信処理において、中継局２０ａ〜２０ｃは、それぞれ自身に接続されている２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄのうちの通信品質のよいアンテナを使用する。なお、通信品質の測定処理は、例えば、測定用の基準信号を複数回通信することで実施される。その結果、中継局２０ａ，中継局２０ｂでは、１本目のアンテナ４３１ｃが選択され、中継局２０ｃでは、２本目のアンテナ４３１ｄが選択される。
【００２４】
さらに、中継局２０ａ〜２０ｃは、第２ホップの通信として、無線端末３０ｄ〜３０ｇに無線信号を送信するときも、第１ホップの通信と同様に、自身に接続されている２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄのうちの通信品質のよいアンテナを使用する。
【００２５】
【表２】
【００２６】
表２は、図３の無線通信システムにおける通信品質の測定結果を、第１ホップの送信先ごとに示す表である。表１との相違点として、中継局２０ａ〜中継局２０ｃがそれぞれ２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄを備えているので、通信品質の測定値は、アンテナごとに表記される。
【００２７】
そして、図３の無線通信システムでは、表２に示す通信品質の測定結果が揃った後に、基地局１０側の送信用アンテナ４３１ａ，４３１ｂのどちらを選択するかを決定し、その決定された送信用アンテナからの無線信号を受信する受信用アンテナ４３１ｃ，４３１ｄのどちらを選択するかを決定する。
【００２８】
送信用アンテナの決定処理としては、まず、２本のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄを備えている第１ホップの送信先（中継局２０ａ〜中継局２０ｃ）ごとに、最高の通信品質を得られる送受信アンテナの組み合わせを抽出する。
・中継局２０ａでは、「アンテナ４３１ａ→アンテナ４３１ｃ」の通信品質「１００」
・中継局２０ｂでは、「アンテナ４３１ａ→アンテナ４３１ｃ」の通信品質「９０」
・中継局２０ｃでは、「アンテナ４３１ｂ→アンテナ４３１ｄ」の通信品質「９０」
そして、中継局２０の数の多数決（アンテナ４３１ａを選択する２台の中継局２０と、アンテナ４３１ｂを選択する１台の中継局２０）により、送信用アンテナをアンテナ４３１ａとして決定する。
【００２９】
受信用アンテナの決定処理としては、中継局２０ごとに、送信用アンテナ４３１ａにおける通信品質が高い方のアンテナを、受信用アンテナとして決定する。
例えば、中継局２０ｃでは、アンテナ４３１ｃの通信品質「５０」よりも、アンテナ４３１ｄの通信品質「８０」のほうが高いので、アンテナ４３１ｄを受信用アンテナとして決定する。
なお、アンテナ４３１ｂ→「中継局２０ｃのアンテナ４３１ｄ」の通信品質は「９０」であるが、送信用アンテナの決定処理として、アンテナ４３１ｂは選択されなかったので、この通信品質「９０」は、受信用アンテナの決定処理には参照されない。
【００３０】
図４（ａ）は、図１の無線通信システムを構成する基地局１０の詳細を示す構成図である。基地局１０は、有線／無線変換装置１１と、無線通信装置１２とから構成される。
有線／無線変換装置１１は、低圧配電線と有線ネットワークとに接続される。低圧配電線の先には、高圧配電線へと接続するために変圧処理を行うための変圧器４８が存在する。有線ネットワークは、例えば、光ファイバ通信、メタル線などの回線であり、外部ネットワークと接続される。
【００３１】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の無線通信装置１２を示す。無線通信装置１２は、基地局１０の無線通信を行う手段であり、２本のアンテナ４３１ａ，４３１ｂと、無線通信部４３２と、通信制御部４３３と、記憶部４３４と、入出力インターフェース部４３５と、電源部４３６とを備える。
【００３２】
２本のアンテナ４３１ａ，４３１ｂは、例えば向きが異なるように配置されており、前記した図２，図３で説明したように、アンテナダイバーシティにおいて通信品質（通信特性）がよいアンテナが選択され、選択されたアンテナを介して無線信号が通信される。他のアンテナの配置方法としては、例えば、偏波面が直交になるように配置しても良いし、無線信号の半波長以上離すように配置しても良いし、指向性の異なる２本のアンテナを用いて配置しても良い。
【００３３】
無線通信部４３２は、通常は変復調、周波数変換器、フィルタ、高周波スイッチなどの無線通信で用いられる回路にて構成される。無線通信部４３２は、通信制御部４３３から入力されるデータに基づき、２本のアンテナ４３１ａ，４３１ｂを介して無線信号を外部へ送信する。２本のアンテナ４３１ａ，４３１ｂを介して受信した無線信号は、通信制御部４３３に出力される。
【００３４】
通信制御部４３３は、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成してもよいし、ＤＳＰ（Digital Signal Processer）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などで構成してもよい。通信制御部４３３は、入出力インターフェース部４３５において外部と入出力されるデータを記憶部４３４に保存し、無線通信部４３２を制御してデータを無線通信するためのデータに変換する。
記憶部４３４は、一般的にはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）やＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などのメモリで構成される。
【００３５】
入出力インターフェース部４３５は、一般的にはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＲＳ−２３２Ｃ、ＩｒＤＡなどの有線、無線、赤外線インターフェースなどで構成される。入出力インターフェース部４３５は、無線ノードが図５に示すユニット式電力量計４０として使用されるときには、電力量計測部４１から電力量を入手し、開閉器４２の開閉状態を入手するとともに、開閉操作信号を与える。
電源部４３６は、外部から供給される電源（ＡＣ１００Ｖなど）から、自装置内で使用される複数の電源（ＤＣ５Ｖなど）に変換してから、自装置内の各処理部に供給する。
【００３６】
図５は、ユニット式電力量計４０の構成図の例である。ユニット式電力量計４０は、電力量計測部４１と、開閉器４２と、無線ノードとしての中継局２０または無線端末３０とを有する。さらに、ユニット式電力量計４０は、図４（ａ）の基地局１０と同様に、変圧器４８および高圧配電線と接続するための低圧配電線がそれぞれ接続される。
【００３７】
電力量計測部４１は、家屋内での使用電力を時間的に積算した量（電力量Ｗｈ）を検針値として計測する電力量計である。
無線ノードは、電力量計測部４１の検針値や各家庭での太陽光発電などの発電電力値（売電電力量の検針結果）などを他装置に無線送信し、かつ、外部からの指示信号（開閉器４２への開閉操作信号など）を無線受信する無線通信手段（例えば、２．４ＧＨｚ帯や９５０ＭＨｚ帯を使用する）である。
開閉器４２は、無線ノードが受信した外部からの指示信号をもとに、分電盤４９を介して家屋内への電力供給を一度に遮断する切断状態（ＯＦＦ）への制御を実行する。
【００３８】
図６は、無線ノード（中継局２０、無線端末３０）を示す構成図である。図４（ｂ）で示した無線通信装置１２との相違点に着目して、説明する。
図６（ａ）は、図２の無線通信システムで用いられる中継局２０、または、図２，図３の無線通信システムで用いられる無線端末３０の内部構成を示す。図４（ｂ）の無線通信装置１２にはアンテナ４３１が４３１ａ，４３１ｂというように２本接続されているのに対し、図６（ａ）の無線ノードにはアンテナ４３１が１本接続されている。
図６（ｂ）は、図３の無線通信システムで用いられる中継局２０の内部構成を示す。図４（ｂ）の無線通信装置１２の構成に加え、アンテナ切替部４３７と、アンテナ切替信号４３８とが追加されている。アンテナ切替部４３７は、通信制御部４３３から出力されるアンテナ切替信号４３８に従って、複数のアンテナ４３１ｃ，４３１ｄのうちの無線通信に使用するアンテナを切り替える。
【００３９】
図７は、無線通信システムにおける無線信号の伝送手順を示すフローチャートである。このフローチャートでは、基地局１０から第１ホップの各無線ノードへの、ブロードキャスト通信を利用した下流への通信処理を示す。
【００４０】
基地局１０は、自装置を初期化して無線通信を起動すると、アンテナ４３１ａを介して通信品質を測定するための基準信号を送信する（Ｓ１１１）。
第１ホップの各無線ノードは、自装置を初期化して無線通信を起動すると、Ｓ１１１の基準信号を受信し、通信品質を評価し（Ｓ２１１）、その評価結果である通信品質を基地局１０に送信する（Ｓ２１２）。
基地局１０は、アンテナ４３１ａを介して、Ｓ２１２の通信品質の評価結果を受信する（Ｓ１１２）。
基地局１０は、アンテナ４３１ｂについても、アンテナ４３１ａと同様に、基準信号をもとにした通信品質の測定処理を実行する（Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ２１３，Ｓ２１４）。
【００４１】
基地局１０は、アンテナ４３１ａ，４３１ｂそれぞれで受信した通信品質の評価結果（Ｓ１１２，Ｓ１１４）を元に、第１ホップ（中継局２０向け、無線端末３０向け）への送信処理に使用するアンテナを選択する（Ｓ１１５）。その結果、図２，図３で示すように、中継局２０向けのアンテナ４３１ａと、無線端末３０向けのアンテナ４３１ｂとがそれぞれ選択される。
【００４２】
基地局１０は、第１ホップの各中継局２０に対して、アンテナ４３１ａを使用して無線信号の通信データをブロードキャストで送信し（Ｓ１１６）、各中継局２０に受信させる（Ｓ２１５）。
基地局１０は、第１ホップの各無線端末３０に対して、アンテナ４３１ｂを使用して無線信号の通信データをブロードキャストで送信し（Ｓ１１７）、各無線端末３０に受信させる（Ｓ２１６）。
そして、基地局１０は、Ｓ１１５で選択したアンテナを変更しないときには、処理をＳ１１６に戻し、アンテナを変更するときには、処理をＳ１１１に戻す。
【００４３】
図８は、無線通信システムにおいて、下流への通信として伝送される各無線信号についての送信のタイミングを示すグラフである。
基地局１０は、第１ホップの各中継局２０に対して、無線信号１０１ａ〜１０１ｃをブロードキャストで送信する。
その後、基地局１０は、第１ホップの各無線端末３０に対して、無線信号１０２ａ〜１０２ｃをブロードキャストで送信するとともに、第１ホップの各中継局２０は、第２ホップの各無線端末３０に対して、無線信号１０３，１０４ａ，１０４ｂ，１０５を送信する。
【００４４】
ここで、隣接する空間に複数種類の無線信号を伝送するときの電波干渉を回避するために、無線信号の多重化（時分割多重、周波数分割多重）を行うことが望ましい。
例えば、各無線信号の送信時期を互いにずらす（時分割多重）こととしてもよいし、各無線信号の伝送に使用する周波数チャネルを互いにずらす（周波数分割多重）こととしてもよい。以下に、各無線信号の伝送に使用する周波数チャネルを例示する。
無線通信信号１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ：周波数チャネル「952MHz」
無線通信信号１０３：周波数チャネル「953MHz」
無線通信信号１０４ａ，１０４ｂ：周波数チャネル「954MHz」
無線通信信号１０３：周波数チャネル「955MHz」
【００４５】
以上、図８で説明した下流への各無線信号は、ブロードキャストおよびユニキャストを用途に応じて併用する。一方、上流への各無線信号は、主にユニキャストを使用する。ここで、ユニキャストを使用するときには、通信信頼性を向上するために、エラー訂正処理およびエラー検出処理（エラーを検出した場合には再送）のうちの少なくとも１つの通信信頼性の向上処理を行うことが望ましい。
【００４６】
以上説明した本実施形態では、アンテナダイバーシティを適用する無線通信システムとして、図３に示したように、送信側アンテナと受信側アンテナとでそれぞれアンテナ選択処理を行うことにより、とくにブロードキャスト通信における高信頼な無線通信を可能とする。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 基地局（送信側装置）
１１ 有線／無線変換装置
１２ 無線通信装置
２０ 中継局（受信側装置）
３０ 無線端末（受信側装置）
４０ ユニット式電力量計
４１ 電力量計測部
４２ 開閉器
４８ 変圧器
４９ 分電盤
４３１ アンテナ
４３２ 無線通信部
４３３ 通信制御部
４３４ 記憶部
４３５ 入出力インターフェース部
４３６ 電源部
４３７ アンテナ切替部
４３８ アンテナ切替信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムに用いられる無線通信装置であって、
前記各無線通信装置は、それぞれ自身が無線通信に使用するアンテナを複数本有しており、
無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの送信側装置は、無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの複数台の受信側装置に対して、アンテナの通信品質を測定するための基準信号を、自身の複数本の送信側アンテナそれぞれを介して送信し、
前記各受信側装置は、自身の複数本の受信側アンテナそれぞれについて前記基準信号を受信することによって、前記各受信側アンテナについての前記通信品質を計測して、その計測結果を前記送信側装置に通知し、
前記送信側装置は、前記各受信側装置から前記通信品質の計測結果の通知を受けると、前記各受信側装置における最も前記通信品質の計測結果が高い前記基準信号の送受信に使用される前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの組み合わせを特定し、その特定した前記送信側アンテナが最も多いものを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択し、
前記各受信側装置は、前記送信側装置によって選択された無線信号のブロードキャストに使用するアンテナを送信用アンテナとしたときの、前記通信品質の計測結果が最高となる前記受信側アンテナを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択することを特徴とする
無線通信装置。
【請求項２】
前記無線通信装置は、前記基準信号をもとに前記通信品質を計測する処理として、前記基準信号の通信成功率、前記基準信号のビットエラー率、前記基準信号のパケットエラー率、および、前記基準信号の受信時の電力強度のうちの少なくとも１つのパラメータを元に、前記通信品質を計測することを特徴とする
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記無線通信装置は、前記基準信号をもとに前記通信品質を計測する処理として、以下の重み付け加算を計算することとし、
前記通信品質＝（前記基準信号の受信時の電力強度）×（第１重み値）＋（前記基準信号の通信成功率）×（第２重み値）
前記（第１重み値）よりも前記（第２重み値）を大きい値とすることを特徴とする
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無線通信装置が、複数台で無線通信を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
複数の無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記各無線通信装置は、それぞれ自身が無線通信に使用するアンテナを複数本有しており、
無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの送信側装置は、無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの複数台の受信側装置に対して、アンテナの通信品質を測定するための基準信号を、自身の複数本の送信側アンテナそれぞれを介して送信し、
前記各受信側装置は、自身の複数本の受信側アンテナそれぞれについて前記基準信号を受信することによって、前記各受信側アンテナについての前記通信品質を計測して、その計測結果を前記送信側装置に通知し、
前記送信側装置は、前記各受信側装置から前記通信品質の計測結果の通知を受けると、前記各受信側装置における最も前記通信品質の計測結果が高い前記基準信号の送受信に使用される前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの組み合わせを特定し、その特定した前記送信側アンテナが最も多いものを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択し、
前記各受信側装置は、前記送信側装置によって選択された無線信号のブロードキャストに使用するアンテナを送信用アンテナとしたときの、前記通信品質の計測結果が最高となる前記受信側アンテナを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択することを特徴とする
無線通信方法。
【請求項１】
複数の無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムに用いられる無線通信装置であって、
前記各無線通信装置は、それぞれ自身が無線通信に使用するアンテナを複数本有しており、
無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの送信側装置は、無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの複数台の受信側装置に対して、アンテナの通信品質を測定するための基準信号を、自身の複数本の送信側アンテナそれぞれを介して送信し、
前記各受信側装置は、自身の複数本の受信側アンテナそれぞれについて前記基準信号を受信することによって、前記各受信側アンテナについての前記通信品質を計測して、その計測結果を前記送信側装置に通知し、
前記送信側装置は、前記各受信側装置から前記通信品質の計測結果の通知を受けると、前記各受信側装置における最も前記通信品質の計測結果が高い前記基準信号の送受信に使用される前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの組み合わせを特定し、その特定した前記送信側アンテナが最も多いものを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択し、
前記各受信側装置は、前記送信側装置によって選択された無線信号のブロードキャストに使用するアンテナを送信用アンテナとしたときの、前記通信品質の計測結果が最高となる前記受信側アンテナを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択することを特徴とする
無線通信装置。
【請求項２】
前記無線通信装置は、前記基準信号をもとに前記通信品質を計測する処理として、前記基準信号の通信成功率、前記基準信号のビットエラー率、前記基準信号のパケットエラー率、および、前記基準信号の受信時の電力強度のうちの少なくとも１つのパラメータを元に、前記通信品質を計測することを特徴とする
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記無線通信装置は、前記基準信号をもとに前記通信品質を計測する処理として、以下の重み付け加算を計算することとし、
前記通信品質＝（前記基準信号の受信時の電力強度）×（第１重み値）＋（前記基準信号の通信成功率）×（第２重み値）
前記（第１重み値）よりも前記（第２重み値）を大きい値とすることを特徴とする
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無線通信装置が、複数台で無線通信を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
複数の無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記各無線通信装置は、それぞれ自身が無線通信に使用するアンテナを複数本有しており、
無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの送信側装置は、無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうちの複数台の受信側装置に対して、アンテナの通信品質を測定するための基準信号を、自身の複数本の送信側アンテナそれぞれを介して送信し、
前記各受信側装置は、自身の複数本の受信側アンテナそれぞれについて前記基準信号を受信することによって、前記各受信側アンテナについての前記通信品質を計測して、その計測結果を前記送信側装置に通知し、
前記送信側装置は、前記各受信側装置から前記通信品質の計測結果の通知を受けると、前記各受信側装置における最も前記通信品質の計測結果が高い前記基準信号の送受信に使用される前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの組み合わせを特定し、その特定した前記送信側アンテナが最も多いものを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択し、
前記各受信側装置は、前記送信側装置によって選択された無線信号のブロードキャストに使用するアンテナを送信用アンテナとしたときの、前記通信品質の計測結果が最高となる前記受信側アンテナを、無線信号のブロードキャストに使用するアンテナとして選択することを特徴とする
無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５６９７４（Ｐ２０１２−２５６９７４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７４５９（Ｐ２０１１−１２７４５９）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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