無線通信装置及びそのアンテナ選択方法
【課題】 複数のアンテナを用いて通信する際に、各アンテナ間の結合度の小さいアンテナの組み合わせを選択する。
【解決手段】 複数のアンテナを用いて通信を行う無線通信装置において、通信を開始する前に複数のアンテナ間の結合度を判定し、該結合度に応じて、前記通信に用いるアンテナの組み合わせを選択する。そして、選択されたアンテナを用いて通信を行う。
【解決手段】 複数のアンテナを用いて通信を行う無線通信装置において、通信を開始する前に複数のアンテナ間の結合度を判定し、該結合度に応じて、前記通信に用いるアンテナの組み合わせを選択する。そして、選択されたアンテナを用いて通信を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを有する無線通信装置及びそのアンテナ選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線ＬＡＮでは、IEEE 802.11b/g/nなどのＩＳＭ（Industry-Science-Medical）バンドを使用している。この周波数帯は、無線認可を受けることによって自由に使用可能な周波数帯であるため、使用する端末数も増加し、込み合った状況にある。
【０００３】
この周波数帯域内で使用する無線通信システムの帯域を広帯域化するには、周波数利用効率を上げる必要がある。
【０００４】
現在、無線ＬＡＮの方式として、2.4GHz帯で使用されているIEEE 802.11b/g/nや5GHz帯で使用されているIEEE 802.11aなどがある。また、2.4GHz帯では周波数ホッピング方式のBluetoothもある。
【０００５】
これらの通信方式の中で、2.4GHz帯のIEEE 802.11gと5GHz帯のIEEE 802.11aなどは通信の伝送レートが54Mbpsで高速な伝送を行うことができる。しかし、最近ではこれらの伝送レートを超える通信方式の開発が盛んになってきている。
【０００６】
単に、データの伝送速度を高速化するのであれば、キャリアの周波数を更に高周波帯に持って行き、例えば60GHz帯での無線通信やＵＷＢのように3GHz帯から10GHz帯までの広範囲な周波数を使用する無線通信もある。
【０００７】
特に、周波数利用効率を上げる意味での広帯域化を実現する無線通信方式として、現在標準化が進められているIEEE 802.11n規格で使用される予定のＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）通信がある。
【０００８】
ＭＩＭＯ通信では、送信側と受信側双方で複数のアンテナを具備し、複数の固有パス（伝送路）を用いて異なる送信データを同時に同一周波数で重畳して送信（空間分割多重）するものである。
【０００９】
このように、複数のアンテナを用いて空間分割多重によるデータ通信を行うことにより、周波数帯域を増大させることなく、伝送レートをあげることができる。
【００１０】
また、上記複数の固有パスを用いて同一のデータを重複して送出することにより、データの伝送レートは増大しないが、信頼性の向上を図ることも可能となる。
【００１１】
ここで、複数のアンテナからそれぞれ送出されるデータは、それぞれ異なる伝搬チャネルを介して受信側に到達する。
【００１２】
ＭＩＭＯ通信において高い伝送特性を得るためには、複数の伝搬チャネル間の相関が低いことが要求される。そして、複数の伝搬チャネルの低相関性を妨げる一要因として複数の送信アンテナ間の結合が挙げられる。ここで、アンテナ間の結合度（結合量）とは、あるアンテナＡから送信された信号が別のアンテナＢにどれくらい吸収されたかを示す値のことである。
【００１３】
現在、ＭＩＭＯ通信を行う無線ＬＡＮ製品が登場してきているが、アクセスポイントなど、アンテナの実装領域が比較的大きい機器がほとんどである。
【００１４】
ここで、無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントなど比較的アンテナ実装領域の大きい無線機器に複数のアンテナを実装した場合を説明する。
【００１５】
図１は、無線ＬＡＮのアクセスポイントに複数のアンテナを実装した例を示す図である。図１において、１００はアクセスポイント、１０１〜１０３はＭＩＭＯ通信に使用する複数のダイポールアンテナである。複数のダイポールアンテナ１０１〜１０３はそれぞれのアンテナの結合度を小さくするために、実装の間隔を１／２波長以上に保っている。
【００１６】
このように、アンテナの設置間隔が大きくなれば、アンテナ結合度は小さくなり、通常アンテナの実装間隔を１／２波長程度確保することで、マルチパスの伝搬環境下での伝搬チャネル間の相関をほぼ無相関として扱うことができる。
【００１７】
図２は、無線カードモジュールに複数のアンテナを実装した例を示す図である。ノートパソコンなどに接続される無線カードモジュールの場合、図１に示すアクセスポイントへの実装に比べて比較的アンテナの実装領域が狭い領域に実装される。
【００１８】
図２において、２００はノートパソコンであり、２０１は無線カードモジュールである。２０２及び２０３は無線カードモジュール２０１の無線基板上にパターン印刷によって実装されたプリントアンテナパターンである。
【００１９】
無線カードモジュール２０１の無線基板サイズは、複数のアンテナを実装するには領域が狭く、各アンテナ２０２及び２０３の実装間隔を半波長保つことができない。そこで、アンテナの結合度を小さくするために、アンテナの偏波面が互いに直交するように配置している。
【００２０】
こうすることにより、水平偏波と垂直偏波は互いに偏波面が直交するため、それぞれのアンテナの配置間隔を半波長にすることなく、フェージングの大きい電波伝搬環境下での伝搬チャネル間の相関を小さくすることができる。
【特許文献１】特開２００７−１４２８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上記従来例における複数のアンテナの配置方法は、配置する複数のアンテナの周辺環境がアンテナ特性（入力反射特性、放射特性）に影響を与えない位の十分な自由空間が確保できる場合に限定される。
【００２２】
周辺環境が自由空間であることで配置間隔を離したり、互いのアンテナの偏波面を直交させることにより、アンテナ間の結合を小さくすることができる。
【００２３】
しかし、複数のアンテナを小型無線機器に内蔵する場合、アンテナ周辺に存在する樹脂部材、金属部材等によりアンテナ周辺の自由空間を十分に確保できなくなってしまうため、上記従来例のような実装方法を適用することは難しい。
【００２４】
図３は、小型無線携帯端末に複数のアンテナを実装した例を示す図である。図３に示すように、３００は小型無線携帯端末の筐体である。３０１〜３０６はチップアンテナなどの小型アンテナであり、例えば６つのアンテナを実装する場合の例を示している。
【００２５】
図３に示すような小型無線携帯端末に複数のアンテナを実装する場合は、デザイン上の要求やメカ的強度などの制限からロッドアンテナのような突起した形状のアンテナを実装することができない。そのため、複数のアンテナを機器内部に実装することが要求される。
【００２６】
これにより、小型無線携帯端末内部の金属部材、樹脂部材に近接したアンテナの実装を余儀なくされる。
【００２７】
アンテナ近傍に金属部材、樹脂部材が存在すると、良好なアンテナ特性を得ることは難しくなってしまう。
【００２８】
例えば、、周辺の金属部材によって指向性が特定方向となり、樹脂部材による共振周波数のずれなどが生じてしまう可能性がある。
【００２９】
また、周辺金属部材の近接により偏波面の直交性は維持できなくなってしまう。
【００３０】
よって、図３に示すような小型無線携帯端末に複数アンテナを実装する場合、実装筐体が小型であるがゆえにアンテナ間隔を半波長以上に確保して実装することができず、近接するアンテナ間の結合度が大きくなってしまう。
【００３１】
ＭＩＭＯ通信は複数のアンテナで通信を行うので、複数のアンテナ同士の結合度が大きくなると、最適なＭＩＭＯ通信を行うための基本的な条件となる各ストリームの無相関が維持できなくなる。
【００３２】
よって、受信部における各ストリームの分離処理が難しくなり、ＢＥＲの劣化を招き、ＭＩＭＯの特徴である高速、高信頼性が失われる。
【００３３】
また、複数の送信アンテナ間の結合により送信電力が低下するので、そのままでは通信距離が短くなるなど、通信距離を維持しようとすると電力を余計に消費する、などの不都合が生じることにもなる。
【００３４】
本発明は、複数のアンテナ有する無線通信装置が通信する際に、各アンテナ間の結合度を考慮して使用するアンテナを選択することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明は、複数のアンテナを有する無線通信装置であって、前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果に基づいて、前記複数のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択する選択手段と、前記選択手段によって選択されたアンテナを用いて通信を行う通信手段と、を有することを特徴とする。
【００３６】
また、本発明は、複数のアンテナを有する無線通信装置におけるアンテナ選択方法であって、前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定する判定工程と、前記判定工程における判定の結果に基づいて、前記複数のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択する選択工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度に応じて、使用するアンテナを選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３９】
図４は、本実施形態における小型無線端末に複数のアンテナを実装した場合の配置の例を示す図である。図４において、４００は小型無線携帯端末の概略形状を示し、例えば、画像撮影装置である。４０１〜４０３は画像撮影装置４００の筐体内部に実装された小型チップアンテナである。４０４はユーザへのメッセージなどを通知するための表示部である。
【００４０】
このように、アンテナが機器内部に実装された場合、複数のアンテナの放射パターンはアンテナ周囲に存在する金属部材の影響を受けて複雑なパターンとなる。
【００４１】
また、特に小型の画像撮像装置の場合、人間が手で持つことによっても、各アンテナに近接する人間の手の影響でその放射パターンも変化してしまう。
【００４２】
図５は、小型無線端末に複数のアンテナを実装した場合の各アンテナの指向性の様子を概念的に示す図である。５０１〜５０３はそれぞれアンテナ、５０４はアンテナ５０１の概略指向性、５０５はアンテナ５０２の概略指向性、５０６はアンテナ５０３の概略指向性である。
【００４３】
図５に示す状態では、アンテナ５０２とアンテナ５０３との指向性は互いに向き合った指向性を示し、アンテナ５０１に対してアンテナ５０２とアンテナ５０３の指向性は互いに異なる方向を向いた指向性を示している。
【００４４】
実際の各アンテナの指向性は、このような単純な指向性パターンとはならないが、説明の都合上、単純なパターンとしている。
【００４５】
このような指向性のパターンを有する３つのアンテナを用いる場合、同一方向の指向性を有するアンテナ５０２とアンテナ５０３の結合度が最も強くなることが推定できる。
【００４６】
また、アンテナ５０１とアンテナ５０２、５０３の指向性は、同一方向を向いていないことからそれぞれの結合度は弱いことが推定される。
【００４７】
このような３つのアンテナの結合度を知るために、各々のアンテナから時系列的に順次参照信号を送信する。
【００４８】
１つのアンテナから送信された参照信号を他のアンテナで受信し、その受信信号の信号レベルを検出して記憶する。３つのアンテナから参照信号の送信が終了した段階で、各アンテナにおける受信信号レベルを比較することにより、各アンテナ間の結合度を知ることができる。
【００４９】
ここで、アンテナ間の結合度を判定する方法について詳細に説明する。
【００５０】
図６は、本実施形態における参照信号の送出タイミングを示す図である。まず、通信を開始する前段階において、アンテナ５０１から参照信号を送信する。このアンテナ５０１から送信された参照信号を他のアンテナ５０２、５０３で受信し、受信した受信レベルをそれぞれDET12、DET13として、不図示の記憶部にそれぞれ記憶する。
【００５１】
DET12=30は、アンテナ５０１から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０２で３０であることを示し、DET13=5は、アンテナ５０１から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０３で５であることを示す。また、アンテナ５０１から参照信号を送出する際に、アンテナ５０１から反射される信号の受信レベル（以降、反射レベルと呼ぶ）をDET11として不図示の記憶部に記憶する。
【００５２】
次に、アンテナ５０２から参照信号を送信する。このアンテナ５０２から送信した参照信号を他のアンテナ５０１、５０３で受信し、受信レベルを不図示の記憶部にそれぞれ記憶する。
【００５３】
DET21=30は、アンテナ５０２から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０１で３０であることを示し、DET23=60は、アンテナ５０２から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０３で６０であることを示す。また、アンテナ５０２から参照信号を送出する際に、アンテナ５０２から反射される信号の反射レベルをDET22として不図示の記憶部に記憶する。
【００５４】
また同様に、アンテナ５０３から参照信号を送信する。このアンテナ５０３から送信した参照信号を他のアンテナ５０１、５０３で受信し、受信レベルを不図示の記憶部にそれぞれ記憶する。
【００５５】
DET31=5は、アンテナ５０３から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０１で５であることを示し、DET32=60は、アンテナ５０３から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０２で６０であることを示す。また、アンテナ５０３から参照信号を送出する際に、アンテナ５０３から反射される信号の反射レベルをDET33として不図示の記憶部に記憶する。
【００５６】
DET12とDET21は、アンテナ間の環境が瞬時には変化しない場合にはほぼ同一の受信レベルとなる。また同様に、DET23とDET32、DET13とDET31の受信レベルはほぼ同一の受信レベルとなる。
【００５７】
３つのアンテナの中で互いの受信レベルが最も小さいのは、アンテナ５０１から参照信号を送信した時のアンテナ５０３の受信レベルＤＥＴ１３とアンテナ５０３から参照信号を送信した時のアンテナ５０１の受信レベルＤＥＴ３１であることがわかる。
【００５８】
よって、３つのアンテナの中で結合度が最も小さいアンテナ同士の組み合わせは、アンテナ５０１とアンテナ５０３であると判定し、この組み合わせのアンテナを選択して通信を開始する。
【００５９】
ここで、各アンテナから参照信号を送出する際に、各アンテナから反射される信号の反射レベルが予め設定された値（閾値レベルDETth）以上となるアンテナが存在する場合、そのアンテナを選択しないこととする。
【００６０】
尚、反射レベルが閾値レベル以上のアンテナ数が２の場合は、残りの１本のアンテナを用いて通信を行う。また、反射レベルが閾値レベル以上のアンテナ数が３の場合は、一定時間の経過を待って再度各アンテナから順次参照信号を送出し、反射レベルと受信レベルを検出して同様のアンテナ選択動作を行う。再度の測定処理を行っても、反射レベルが閾値レベル以上のアンテナ数が３の場合は、ユーザに通信開始を見合わせる旨の通知を行い、通信を開始しない。
【００６１】
なお、ユーザへの通知は、画像撮影装置４００の筐体に設けられた表示部４０４に警告メッセージを表示するなどによって行う。
【００６２】
図７は、本実施形態における複数のアンテナ間の結合度を判定（測定）する判定部の構成の一例を示す図である。尚、図７に示す例では、無線ＲＦ部において結合度を検出する例を示している。
【００６３】
まず、アンテナ７０１より各アンテナ間の結合度を算出するための参照信号を送出するために、通信を開始する前段階で制御部７２９は参照信号をTXSig1として送出する。送出された参照信号TXSig1は、変調部７２１によって所定の変調処理が行われ、増幅器７０５によって増幅された後、方向性結合器７０３に供給される。そして、不図示の送受切替信号によって送信動作モードに切替られている送受切替SW７０２に供給され、そのままアンテナ７０１に供給されて空中に放射される。
【００６４】
この際に、アンテナ７０１による参照信号の反射が存在する場合、その反射信号は送受切替SW７０２を介して方向性結合器７０３に供給される。この方向性結合器７０３に供給された反射信号は、検波器７０４に供給され、検波処理が行われて、電圧レベル（DET1）として制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００６５】
また、他のアンテナ７０６及び７１１から送出される参照信号TXSig2及びTXSig3を受信する場合、不図示の送受切替信号で受信動作モードに切替られている。
【００６６】
この状態で参照信号TXSig2又はTXSig3が送受切替SW７０２に供給され、そのまま方向性結合器７０３に供給され、一定のレベルが検波器７０４に供給される。そして、検波器７０４で検波処理が行われ、電圧レベル（DET1）としてそれぞれ制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００６７】
ここで、TXSig1は通信開始前段階では参照信号であるが、通信開始時には、通常の送信データとなる。また、RXSig1はアンテナ７０１からの受信データ信号である。
【００６８】
また同様に、アンテナ７０６より各アンテナ間の結合度を算出するための参照信号を送出するために、通信を開始する前段階で制御部７２９は参照信号TXSig2として送出する。送出された参照信号TXSig2は、変調部７２３により所定の変調処理が行われ、増幅器７１０によって増幅された後に方向性結合器７０８に供給される。そして、不図示の送受切替信号によって送信動作モードに切替られている送受切替SW７０７に供給され、そのままアンテナ７０６に供給されて空中に放射される。
【００６９】
この際に、アンテナ７０６による参照信号の反射が存在する場合、その反射信号もアンテナ７０１からの反射信号と同様に、電圧レベル（DET2）として制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００７０】
また、他のアンテナ７０１及び７１１から送出される参照信号TXSig1及びTXSig3を受信する場合、不図示の送受切替信号で受信動作モードに切替られている。
【００７１】
この状態で参照信号TXSig1又はTXSig3が送受切替SW７０７に供給され、そのまま方向性結合器７０８に供給され一定のレベルが検波器７０９に供給される。そして、検波器７０９で検波処理が行われ、電圧レベル（DET2）としてそれぞれ制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００７２】
ここで、TXSig2は通信開始前段階では参照信号であるが、通信開始時には、通常の送信データとなる。また、RXSig2はアンテナ７０６からの受信データ信号である。
【００７３】
また同様に、アンテナ７１１より各アンテナ間の結合度を算出するための参照信号を送出するために、通信を開始する前段階で制御部７２９は参照信号をTXSig3として送出する。送出された参照信号TXSig3は、変調部７２５により所定の変調処理が行われ、増幅器７１５によって増幅されてから方向性結合器７１３に供給される。そして、不図示の送受切替信号によって送信動作モードに切替られている送受切替SW７１２に供給され、そのままアンテナ７１１に供給されて空中に放射される。
【００７４】
この際に、アンテナ７１１による参照信号の反射が存在する場合、その反射信号もアンテナ７０１からの反射信号と同様に、電圧レベル（DET3）として制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００７５】
また、他のアンテナ７０１及び７０６から送出される参照信号TXSig1及びTXSig2を受信する場合、不図示の送受切替信号で受信動作モードに切替られている。
【００７６】
この状態で参照信号TXSig1又はTXSig2が送受切替SW７１２に供給され、そのまま方向性結合器７１３に供給され一定のレベルが検波器７１４に供給される。そして、検波器７１４により検波され、電圧レベル（DET3）としてそれぞれ制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００７７】
ここで、TXSig3は通信開始前段階では参照信号であるが、通信開始時には、通常の送信データとなる。また、RXSig3はアンテナ７１１からの受信データ信号である。
【００７８】
このように、各アンテナ７０１、７０６、７１１で受信し、検波された受信レベルDET1、DET2、DET3を制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納する。次に、検波レベル比較部７２７が、格納部７２６に格納されている電圧レベルDET1、DET2、DET3を比較し、電圧レベルの最も小さい送信アンテナと受信アンテナの組み合わせを選択する。
【００７９】
通信を開始する際には、選択されたアンテナの組み合わせを用いて送受信を行う。
【００８０】
例えば、図６に示す例では、３つのアンテナの中で受信レベルの最も小さいアンテナの組み合わせは受信レベルがDET13＝5とDET31＝5であり、通信に使用するアンテナは図７に示すアンテナ７０１及び７１１となる。
【００８１】
そして、通信を開始する場合、２つのアンテナ７０１及び７１１から異なる送信データ若しくは同一の送信データを同時に送信する。
【００８２】
制御部７２９から送信されるデータTXSig1は、増幅器７０５で所望の増幅率で増幅され、方向性結合器７０３を介して送受切替ＳＷ７０２に供給され、アンテナ７０１から空中に放射される。また、制御部７２９から送信されるデータTXSig3は増幅器７１５で所望の増幅率で増幅され、方向性結合器７１３を介して送受切替ＳＷ７１２に供給され、アンテナ７１１から空中に放射される。
【００８３】
尚、７２８は信号処理部であり、送信データ及び受信データに対して所定の信号処理を行う。また、７３０は第１の無線ＲＦ部で、７３１は第２の無線ＲＦ部で、７３２は第３の無線ＲＦ部である。
【００８４】
図８は、本実施形態におけるアンテナ選択処理を示すフローチャートである。上述したように、ステップＳ８０１でアンテナ７０１から参照信号を送出する。そして、ステップＳ８０２で、アンテナ７０１から送出された参照信号の反射レベルを検出すると同時に他のアンテナ７０６、７１１でアンテナ７０１から送出された参照信号を受信し、受信レベルを検波レベル格納部７２６に格納する。
【００８５】
次に、ステップＳ８０３でアンテナ７０６から参照信号を送出する。そして、ステップＳ８０４で、アンテナ７０６から送出された参照信号の反射レベルを検出すると同時に他のアンテナ７０１、７１１でアンテナ７０６から送出された参照信号を受信し、受信レベルを検波レベル格納部７２６に格納する。
【００８６】
次に、ステップＳ８０５でアンテナ７１１から参照信号を送出する。そして、ステップＳ８０６で、アンテナ７１１から送出された参照信号の反射レベルを検出すると同時に他のアンテナ７０１、７０６でアンテナ７１１から送出された参照信号を受信し、受信レベルを検波レベル格納部７２６に格納する。
【００８７】
次に、ステップＳ８０７で、３つのアンテナ７０１、７０６、７１１からの反射があるか否かを判定するために、検波レベル判定部７２７で送出された参照信号の反射レベルを閾値レベルと比較する。ここで、３つのアンテナ全てからの反射レベルが閾値レベル以上であれば、反射ありと判定し、ステップＳ８０８へ処理を進める。このステップＳ８０８では、一定時間経過後、再度ステップＳ８０１〜Ｓ８０６の処理を行い、全てのアンテナからの反射レベルを検出する。以降の説明においても、各アンテナにおいて反射があるか否かは、反射レベルが閾値レベル以上であるか否かによって判定するものとする。
【００８８】
次に、ステップＳ８０９で、上述のステップＳ８０７と同様に判定し、３つのアンテナ全てからの反射がある（Ｙｅｓ）と判定した場合は、ステップＳ８１０へ処理を進める。ステップＳ８１０では、ユーザに警告を通知して通信可能状態でない旨を知らせる。
【００８９】
一方、ステップＳ８０７で、Ｎｏと判定した場合は、ステップＳ８１１へ処理を進め、２つのアンテナから反射があるか否かを判定する。判定の結果、２つのアンテナから反射がある（Ｙｅｓ）と判定した場合は、ステップＳ８１２へ処理を進める。このステップＳ８１２では、反射のないアンテナを特定するために、アンテナ７０１から反射があるか否かを判定する。ここで、反射がないと判定した場合は、ステップＳ８１３へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０１のみを選択する。
【００９０】
また、ステップＳ８１２でアンテナ７０１から反射があると判定した場合は、ステップＳ８１４へ処理を進め、アンテナ７０６から反射があるか否かを判定する。ここで、反射がないと判定した場合は、ステップＳ８１５へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０６を選択する。また、反射があると判定した場合は、アンテナ７１１のみ反射がないということなので、ステップＳ８１６へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７１１を選択する。
【００９１】
一方、ステップＳ８１１で、Ｎｏと判定した場合は、反射の無い２つのアンテナを特定するために、ステップＳ８１７へ処理を進め、まずアンテナ７０１から反射があるか否かを判定する。ここで、反射があると判定した場合は、ステップＳ８１８へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０６とアンテナ７１１の２つを選択する。
【００９２】
また、ステップＳ８１７でアンテナ７０１から反射がないと判定した場合は、ステップＳ８１９へ処理を進め、アンテナ７０６から反射があるか否かを判定する。ここで、反射があると判定した場合は、ステップＳ８２０へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０１とアンテナ７１１の２つを選択する。
【００９３】
また、ステップＳ８１９でアンテナ７０６から反射がないと判定した場合は、ステップＳ８２１へ処理を進め、アンテナ７１１から反射があるか否かを判定する。ここで、反射があると判定した場合は、ステップＳ８２２へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０１とアンテナ７０６の２つを選択する。
【００９４】
また、ステップＳ８２１でアンテナ７１１からも反射がないと判定した場合は、全てのアンテナから反射が無いと判定し、ステップＳ８２３へ処理を進める。ステップＳ８２３では、３つのアンテナの中から結合度の最も小さいアンテナの組み合わせを選択し、送受信アンテナとして使用する。
【００９５】
本実施形態によれば、複数のアンテナを用いて通信する際に、各アンテナ間の結合度の小さいアンテナの組み合わせを選択することができる。
【００９６】
なお、本実施形態では、３本のアンテナの中から、結合度の低い２本のアンテナを選択する場合について説明したが、３本のアンテナ間の結合度が所定の閾値よりも小さいと判定された場合は、３本全てを使用するようにしてもよい。
【００９７】
また、本実施形態では、アンテナが３本の場合について説明したが、４本以上の場合にでも適用できることは言うまでもない。この場合でも、各アンテナにおける受信レベルと反射レベルを測定し、反射レベルが閾値レベル以下のアンテナの中から、結合度の低いアンテナの組み合わせを選択するようにすればよい。この場合も、結合度の最も低い２本のアンテナの組み合わせだけを選択するようにしてもよいし、所定の閾値よりも結合度が低い３本以上のアンテナの組み合わせを選択するようにしてもよい。
［他の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る他の実施の形態を詳細に説明する。
【００９８】
他の実施形態では、アンテナの本数を増やし、３つの高周波部に対してそれぞれ２つのアンテナを設け、アンテナ切替SWで２つのアンテナを切り替えて通信を行うものである。例えば、図３に示す小型無線携帯端末３００にアンテナ３０１〜３０６を実装した場合の各アンテナ間の結合度を検出するものである。
【００９９】
図９は、他の実施形態における複数のアンテナ間の結合度を検出する検出部の構成の一例を示す図である。９０１及び９０２はアンテナであり、９０７のアンテナ切替SWによって切り替えられる。９０３及び９０４はアンテナであり、９０８のアンテナ切替SWによって切り替えられる。９０５及び９０６はアンテナであり、９０９のアンテナ切替SWによって切り替えられる。また、他の構成は、図７に示す本実施形態の構成と同じであり、その説明は省略する。
【０１００】
以上の構成において、通信を開始する前に、各アンテナから参照信号を送出する際に、不図示のアンテナ切替信号によって２つのアンテナを切り替えて図７と同様な動作を行う。そして、図７と同様な動作を行った結果、６つのアンテナの中から結合度の小さい順に複数のアンテナの組み合わせを選択し、送受信アンテナとして使用する。
【０１０１】
尚、本発明は複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用しても良い。
【０１０２】
また、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行する。これによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
【０１０３】
この場合、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。
【０１０４】
このプログラムコードを供給するための記録媒体として、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【０１０５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、次の場合も含まれることは言うまでもない。即ち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合である。
【０１０６】
更に、記録媒体から読出されたプログラムコードがコンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】無線ＬＡＮのアクセスポイントに複数のアンテナを実装した例を示す図である。
【図２】無線カードモジュールに複数のアンテナを実装した例を示す図である。
【図３】小型無線携帯端末に複数のアンテナを実装した例を示す図である。
【図４】本実施形態における小型無線端末に複数のアンテナを実装した場合の配置の例を示す図である。
【図５】小型無線端末に複数のアンテナを実装した場合の各アンテナの指向性の様子を概念的に示す図である。
【図６】本実施形態における参照信号の送出タイミングを示す図である。
【図７】本実施形態における複数のアンテナ間の結合度を検出する検出部の構成の一例を示す図である。
【図８】本実施形態におけるアンテナ選択処理を示すフローチャートである。
【図９】他の実施形態における複数のアンテナ間の結合度を検出する検出部の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
４００ 画像撮影装置
４０１ アンテナ
４０２ アンテナ
４０３ アンテナ
４０４ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを有する無線通信装置及びそのアンテナ選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線ＬＡＮでは、IEEE 802.11b/g/nなどのＩＳＭ（Industry-Science-Medical）バンドを使用している。この周波数帯は、無線認可を受けることによって自由に使用可能な周波数帯であるため、使用する端末数も増加し、込み合った状況にある。
【０００３】
この周波数帯域内で使用する無線通信システムの帯域を広帯域化するには、周波数利用効率を上げる必要がある。
【０００４】
現在、無線ＬＡＮの方式として、2.4GHz帯で使用されているIEEE 802.11b/g/nや5GHz帯で使用されているIEEE 802.11aなどがある。また、2.4GHz帯では周波数ホッピング方式のBluetoothもある。
【０００５】
これらの通信方式の中で、2.4GHz帯のIEEE 802.11gと5GHz帯のIEEE 802.11aなどは通信の伝送レートが54Mbpsで高速な伝送を行うことができる。しかし、最近ではこれらの伝送レートを超える通信方式の開発が盛んになってきている。
【０００６】
単に、データの伝送速度を高速化するのであれば、キャリアの周波数を更に高周波帯に持って行き、例えば60GHz帯での無線通信やＵＷＢのように3GHz帯から10GHz帯までの広範囲な周波数を使用する無線通信もある。
【０００７】
特に、周波数利用効率を上げる意味での広帯域化を実現する無線通信方式として、現在標準化が進められているIEEE 802.11n規格で使用される予定のＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）通信がある。
【０００８】
ＭＩＭＯ通信では、送信側と受信側双方で複数のアンテナを具備し、複数の固有パス（伝送路）を用いて異なる送信データを同時に同一周波数で重畳して送信（空間分割多重）するものである。
【０００９】
このように、複数のアンテナを用いて空間分割多重によるデータ通信を行うことにより、周波数帯域を増大させることなく、伝送レートをあげることができる。
【００１０】
また、上記複数の固有パスを用いて同一のデータを重複して送出することにより、データの伝送レートは増大しないが、信頼性の向上を図ることも可能となる。
【００１１】
ここで、複数のアンテナからそれぞれ送出されるデータは、それぞれ異なる伝搬チャネルを介して受信側に到達する。
【００１２】
ＭＩＭＯ通信において高い伝送特性を得るためには、複数の伝搬チャネル間の相関が低いことが要求される。そして、複数の伝搬チャネルの低相関性を妨げる一要因として複数の送信アンテナ間の結合が挙げられる。ここで、アンテナ間の結合度（結合量）とは、あるアンテナＡから送信された信号が別のアンテナＢにどれくらい吸収されたかを示す値のことである。
【００１３】
現在、ＭＩＭＯ通信を行う無線ＬＡＮ製品が登場してきているが、アクセスポイントなど、アンテナの実装領域が比較的大きい機器がほとんどである。
【００１４】
ここで、無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントなど比較的アンテナ実装領域の大きい無線機器に複数のアンテナを実装した場合を説明する。
【００１５】
図１は、無線ＬＡＮのアクセスポイントに複数のアンテナを実装した例を示す図である。図１において、１００はアクセスポイント、１０１〜１０３はＭＩＭＯ通信に使用する複数のダイポールアンテナである。複数のダイポールアンテナ１０１〜１０３はそれぞれのアンテナの結合度を小さくするために、実装の間隔を１／２波長以上に保っている。
【００１６】
このように、アンテナの設置間隔が大きくなれば、アンテナ結合度は小さくなり、通常アンテナの実装間隔を１／２波長程度確保することで、マルチパスの伝搬環境下での伝搬チャネル間の相関をほぼ無相関として扱うことができる。
【００１７】
図２は、無線カードモジュールに複数のアンテナを実装した例を示す図である。ノートパソコンなどに接続される無線カードモジュールの場合、図１に示すアクセスポイントへの実装に比べて比較的アンテナの実装領域が狭い領域に実装される。
【００１８】
図２において、２００はノートパソコンであり、２０１は無線カードモジュールである。２０２及び２０３は無線カードモジュール２０１の無線基板上にパターン印刷によって実装されたプリントアンテナパターンである。
【００１９】
無線カードモジュール２０１の無線基板サイズは、複数のアンテナを実装するには領域が狭く、各アンテナ２０２及び２０３の実装間隔を半波長保つことができない。そこで、アンテナの結合度を小さくするために、アンテナの偏波面が互いに直交するように配置している。
【００２０】
こうすることにより、水平偏波と垂直偏波は互いに偏波面が直交するため、それぞれのアンテナの配置間隔を半波長にすることなく、フェージングの大きい電波伝搬環境下での伝搬チャネル間の相関を小さくすることができる。
【特許文献１】特開２００７−１４２８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上記従来例における複数のアンテナの配置方法は、配置する複数のアンテナの周辺環境がアンテナ特性（入力反射特性、放射特性）に影響を与えない位の十分な自由空間が確保できる場合に限定される。
【００２２】
周辺環境が自由空間であることで配置間隔を離したり、互いのアンテナの偏波面を直交させることにより、アンテナ間の結合を小さくすることができる。
【００２３】
しかし、複数のアンテナを小型無線機器に内蔵する場合、アンテナ周辺に存在する樹脂部材、金属部材等によりアンテナ周辺の自由空間を十分に確保できなくなってしまうため、上記従来例のような実装方法を適用することは難しい。
【００２４】
図３は、小型無線携帯端末に複数のアンテナを実装した例を示す図である。図３に示すように、３００は小型無線携帯端末の筐体である。３０１〜３０６はチップアンテナなどの小型アンテナであり、例えば６つのアンテナを実装する場合の例を示している。
【００２５】
図３に示すような小型無線携帯端末に複数のアンテナを実装する場合は、デザイン上の要求やメカ的強度などの制限からロッドアンテナのような突起した形状のアンテナを実装することができない。そのため、複数のアンテナを機器内部に実装することが要求される。
【００２６】
これにより、小型無線携帯端末内部の金属部材、樹脂部材に近接したアンテナの実装を余儀なくされる。
【００２７】
アンテナ近傍に金属部材、樹脂部材が存在すると、良好なアンテナ特性を得ることは難しくなってしまう。
【００２８】
例えば、、周辺の金属部材によって指向性が特定方向となり、樹脂部材による共振周波数のずれなどが生じてしまう可能性がある。
【００２９】
また、周辺金属部材の近接により偏波面の直交性は維持できなくなってしまう。
【００３０】
よって、図３に示すような小型無線携帯端末に複数アンテナを実装する場合、実装筐体が小型であるがゆえにアンテナ間隔を半波長以上に確保して実装することができず、近接するアンテナ間の結合度が大きくなってしまう。
【００３１】
ＭＩＭＯ通信は複数のアンテナで通信を行うので、複数のアンテナ同士の結合度が大きくなると、最適なＭＩＭＯ通信を行うための基本的な条件となる各ストリームの無相関が維持できなくなる。
【００３２】
よって、受信部における各ストリームの分離処理が難しくなり、ＢＥＲの劣化を招き、ＭＩＭＯの特徴である高速、高信頼性が失われる。
【００３３】
また、複数の送信アンテナ間の結合により送信電力が低下するので、そのままでは通信距離が短くなるなど、通信距離を維持しようとすると電力を余計に消費する、などの不都合が生じることにもなる。
【００３４】
本発明は、複数のアンテナ有する無線通信装置が通信する際に、各アンテナ間の結合度を考慮して使用するアンテナを選択することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明は、複数のアンテナを有する無線通信装置であって、前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果に基づいて、前記複数のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択する選択手段と、前記選択手段によって選択されたアンテナを用いて通信を行う通信手段と、を有することを特徴とする。
【００３６】
また、本発明は、複数のアンテナを有する無線通信装置におけるアンテナ選択方法であって、前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定する判定工程と、前記判定工程における判定の結果に基づいて、前記複数のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択する選択工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度に応じて、使用するアンテナを選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３９】
図４は、本実施形態における小型無線端末に複数のアンテナを実装した場合の配置の例を示す図である。図４において、４００は小型無線携帯端末の概略形状を示し、例えば、画像撮影装置である。４０１〜４０３は画像撮影装置４００の筐体内部に実装された小型チップアンテナである。４０４はユーザへのメッセージなどを通知するための表示部である。
【００４０】
このように、アンテナが機器内部に実装された場合、複数のアンテナの放射パターンはアンテナ周囲に存在する金属部材の影響を受けて複雑なパターンとなる。
【００４１】
また、特に小型の画像撮像装置の場合、人間が手で持つことによっても、各アンテナに近接する人間の手の影響でその放射パターンも変化してしまう。
【００４２】
図５は、小型無線端末に複数のアンテナを実装した場合の各アンテナの指向性の様子を概念的に示す図である。５０１〜５０３はそれぞれアンテナ、５０４はアンテナ５０１の概略指向性、５０５はアンテナ５０２の概略指向性、５０６はアンテナ５０３の概略指向性である。
【００４３】
図５に示す状態では、アンテナ５０２とアンテナ５０３との指向性は互いに向き合った指向性を示し、アンテナ５０１に対してアンテナ５０２とアンテナ５０３の指向性は互いに異なる方向を向いた指向性を示している。
【００４４】
実際の各アンテナの指向性は、このような単純な指向性パターンとはならないが、説明の都合上、単純なパターンとしている。
【００４５】
このような指向性のパターンを有する３つのアンテナを用いる場合、同一方向の指向性を有するアンテナ５０２とアンテナ５０３の結合度が最も強くなることが推定できる。
【００４６】
また、アンテナ５０１とアンテナ５０２、５０３の指向性は、同一方向を向いていないことからそれぞれの結合度は弱いことが推定される。
【００４７】
このような３つのアンテナの結合度を知るために、各々のアンテナから時系列的に順次参照信号を送信する。
【００４８】
１つのアンテナから送信された参照信号を他のアンテナで受信し、その受信信号の信号レベルを検出して記憶する。３つのアンテナから参照信号の送信が終了した段階で、各アンテナにおける受信信号レベルを比較することにより、各アンテナ間の結合度を知ることができる。
【００４９】
ここで、アンテナ間の結合度を判定する方法について詳細に説明する。
【００５０】
図６は、本実施形態における参照信号の送出タイミングを示す図である。まず、通信を開始する前段階において、アンテナ５０１から参照信号を送信する。このアンテナ５０１から送信された参照信号を他のアンテナ５０２、５０３で受信し、受信した受信レベルをそれぞれDET12、DET13として、不図示の記憶部にそれぞれ記憶する。
【００５１】
DET12=30は、アンテナ５０１から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０２で３０であることを示し、DET13=5は、アンテナ５０１から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０３で５であることを示す。また、アンテナ５０１から参照信号を送出する際に、アンテナ５０１から反射される信号の受信レベル（以降、反射レベルと呼ぶ）をDET11として不図示の記憶部に記憶する。
【００５２】
次に、アンテナ５０２から参照信号を送信する。このアンテナ５０２から送信した参照信号を他のアンテナ５０１、５０３で受信し、受信レベルを不図示の記憶部にそれぞれ記憶する。
【００５３】
DET21=30は、アンテナ５０２から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０１で３０であることを示し、DET23=60は、アンテナ５０２から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０３で６０であることを示す。また、アンテナ５０２から参照信号を送出する際に、アンテナ５０２から反射される信号の反射レベルをDET22として不図示の記憶部に記憶する。
【００５４】
また同様に、アンテナ５０３から参照信号を送信する。このアンテナ５０３から送信した参照信号を他のアンテナ５０１、５０３で受信し、受信レベルを不図示の記憶部にそれぞれ記憶する。
【００５５】
DET31=5は、アンテナ５０３から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０１で５であることを示し、DET32=60は、アンテナ５０３から送信された参照信号の受信レベルがアンテナ５０２で６０であることを示す。また、アンテナ５０３から参照信号を送出する際に、アンテナ５０３から反射される信号の反射レベルをDET33として不図示の記憶部に記憶する。
【００５６】
DET12とDET21は、アンテナ間の環境が瞬時には変化しない場合にはほぼ同一の受信レベルとなる。また同様に、DET23とDET32、DET13とDET31の受信レベルはほぼ同一の受信レベルとなる。
【００５７】
３つのアンテナの中で互いの受信レベルが最も小さいのは、アンテナ５０１から参照信号を送信した時のアンテナ５０３の受信レベルＤＥＴ１３とアンテナ５０３から参照信号を送信した時のアンテナ５０１の受信レベルＤＥＴ３１であることがわかる。
【００５８】
よって、３つのアンテナの中で結合度が最も小さいアンテナ同士の組み合わせは、アンテナ５０１とアンテナ５０３であると判定し、この組み合わせのアンテナを選択して通信を開始する。
【００５９】
ここで、各アンテナから参照信号を送出する際に、各アンテナから反射される信号の反射レベルが予め設定された値（閾値レベルDETth）以上となるアンテナが存在する場合、そのアンテナを選択しないこととする。
【００６０】
尚、反射レベルが閾値レベル以上のアンテナ数が２の場合は、残りの１本のアンテナを用いて通信を行う。また、反射レベルが閾値レベル以上のアンテナ数が３の場合は、一定時間の経過を待って再度各アンテナから順次参照信号を送出し、反射レベルと受信レベルを検出して同様のアンテナ選択動作を行う。再度の測定処理を行っても、反射レベルが閾値レベル以上のアンテナ数が３の場合は、ユーザに通信開始を見合わせる旨の通知を行い、通信を開始しない。
【００６１】
なお、ユーザへの通知は、画像撮影装置４００の筐体に設けられた表示部４０４に警告メッセージを表示するなどによって行う。
【００６２】
図７は、本実施形態における複数のアンテナ間の結合度を判定（測定）する判定部の構成の一例を示す図である。尚、図７に示す例では、無線ＲＦ部において結合度を検出する例を示している。
【００６３】
まず、アンテナ７０１より各アンテナ間の結合度を算出するための参照信号を送出するために、通信を開始する前段階で制御部７２９は参照信号をTXSig1として送出する。送出された参照信号TXSig1は、変調部７２１によって所定の変調処理が行われ、増幅器７０５によって増幅された後、方向性結合器７０３に供給される。そして、不図示の送受切替信号によって送信動作モードに切替られている送受切替SW７０２に供給され、そのままアンテナ７０１に供給されて空中に放射される。
【００６４】
この際に、アンテナ７０１による参照信号の反射が存在する場合、その反射信号は送受切替SW７０２を介して方向性結合器７０３に供給される。この方向性結合器７０３に供給された反射信号は、検波器７０４に供給され、検波処理が行われて、電圧レベル（DET1）として制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００６５】
また、他のアンテナ７０６及び７１１から送出される参照信号TXSig2及びTXSig3を受信する場合、不図示の送受切替信号で受信動作モードに切替られている。
【００６６】
この状態で参照信号TXSig2又はTXSig3が送受切替SW７０２に供給され、そのまま方向性結合器７０３に供給され、一定のレベルが検波器７０４に供給される。そして、検波器７０４で検波処理が行われ、電圧レベル（DET1）としてそれぞれ制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００６７】
ここで、TXSig1は通信開始前段階では参照信号であるが、通信開始時には、通常の送信データとなる。また、RXSig1はアンテナ７０１からの受信データ信号である。
【００６８】
また同様に、アンテナ７０６より各アンテナ間の結合度を算出するための参照信号を送出するために、通信を開始する前段階で制御部７２９は参照信号TXSig2として送出する。送出された参照信号TXSig2は、変調部７２３により所定の変調処理が行われ、増幅器７１０によって増幅された後に方向性結合器７０８に供給される。そして、不図示の送受切替信号によって送信動作モードに切替られている送受切替SW７０７に供給され、そのままアンテナ７０６に供給されて空中に放射される。
【００６９】
この際に、アンテナ７０６による参照信号の反射が存在する場合、その反射信号もアンテナ７０１からの反射信号と同様に、電圧レベル（DET2）として制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００７０】
また、他のアンテナ７０１及び７１１から送出される参照信号TXSig1及びTXSig3を受信する場合、不図示の送受切替信号で受信動作モードに切替られている。
【００７１】
この状態で参照信号TXSig1又はTXSig3が送受切替SW７０７に供給され、そのまま方向性結合器７０８に供給され一定のレベルが検波器７０９に供給される。そして、検波器７０９で検波処理が行われ、電圧レベル（DET2）としてそれぞれ制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００７２】
ここで、TXSig2は通信開始前段階では参照信号であるが、通信開始時には、通常の送信データとなる。また、RXSig2はアンテナ７０６からの受信データ信号である。
【００７３】
また同様に、アンテナ７１１より各アンテナ間の結合度を算出するための参照信号を送出するために、通信を開始する前段階で制御部７２９は参照信号をTXSig3として送出する。送出された参照信号TXSig3は、変調部７２５により所定の変調処理が行われ、増幅器７１５によって増幅されてから方向性結合器７１３に供給される。そして、不図示の送受切替信号によって送信動作モードに切替られている送受切替SW７１２に供給され、そのままアンテナ７１１に供給されて空中に放射される。
【００７４】
この際に、アンテナ７１１による参照信号の反射が存在する場合、その反射信号もアンテナ７０１からの反射信号と同様に、電圧レベル（DET3）として制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００７５】
また、他のアンテナ７０１及び７０６から送出される参照信号TXSig1及びTXSig2を受信する場合、不図示の送受切替信号で受信動作モードに切替られている。
【００７６】
この状態で参照信号TXSig1又はTXSig2が送受切替SW７１２に供給され、そのまま方向性結合器７１３に供給され一定のレベルが検波器７１４に供給される。そして、検波器７１４により検波され、電圧レベル（DET3）としてそれぞれ制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納される。
【００７７】
ここで、TXSig3は通信開始前段階では参照信号であるが、通信開始時には、通常の送信データとなる。また、RXSig3はアンテナ７１１からの受信データ信号である。
【００７８】
このように、各アンテナ７０１、７０６、７１１で受信し、検波された受信レベルDET1、DET2、DET3を制御部７２９内の検波レベル格納部７２６に格納する。次に、検波レベル比較部７２７が、格納部７２６に格納されている電圧レベルDET1、DET2、DET3を比較し、電圧レベルの最も小さい送信アンテナと受信アンテナの組み合わせを選択する。
【００７９】
通信を開始する際には、選択されたアンテナの組み合わせを用いて送受信を行う。
【００８０】
例えば、図６に示す例では、３つのアンテナの中で受信レベルの最も小さいアンテナの組み合わせは受信レベルがDET13＝5とDET31＝5であり、通信に使用するアンテナは図７に示すアンテナ７０１及び７１１となる。
【００８１】
そして、通信を開始する場合、２つのアンテナ７０１及び７１１から異なる送信データ若しくは同一の送信データを同時に送信する。
【００８２】
制御部７２９から送信されるデータTXSig1は、増幅器７０５で所望の増幅率で増幅され、方向性結合器７０３を介して送受切替ＳＷ７０２に供給され、アンテナ７０１から空中に放射される。また、制御部７２９から送信されるデータTXSig3は増幅器７１５で所望の増幅率で増幅され、方向性結合器７１３を介して送受切替ＳＷ７１２に供給され、アンテナ７１１から空中に放射される。
【００８３】
尚、７２８は信号処理部であり、送信データ及び受信データに対して所定の信号処理を行う。また、７３０は第１の無線ＲＦ部で、７３１は第２の無線ＲＦ部で、７３２は第３の無線ＲＦ部である。
【００８４】
図８は、本実施形態におけるアンテナ選択処理を示すフローチャートである。上述したように、ステップＳ８０１でアンテナ７０１から参照信号を送出する。そして、ステップＳ８０２で、アンテナ７０１から送出された参照信号の反射レベルを検出すると同時に他のアンテナ７０６、７１１でアンテナ７０１から送出された参照信号を受信し、受信レベルを検波レベル格納部７２６に格納する。
【００８５】
次に、ステップＳ８０３でアンテナ７０６から参照信号を送出する。そして、ステップＳ８０４で、アンテナ７０６から送出された参照信号の反射レベルを検出すると同時に他のアンテナ７０１、７１１でアンテナ７０６から送出された参照信号を受信し、受信レベルを検波レベル格納部７２６に格納する。
【００８６】
次に、ステップＳ８０５でアンテナ７１１から参照信号を送出する。そして、ステップＳ８０６で、アンテナ７１１から送出された参照信号の反射レベルを検出すると同時に他のアンテナ７０１、７０６でアンテナ７１１から送出された参照信号を受信し、受信レベルを検波レベル格納部７２６に格納する。
【００８７】
次に、ステップＳ８０７で、３つのアンテナ７０１、７０６、７１１からの反射があるか否かを判定するために、検波レベル判定部７２７で送出された参照信号の反射レベルを閾値レベルと比較する。ここで、３つのアンテナ全てからの反射レベルが閾値レベル以上であれば、反射ありと判定し、ステップＳ８０８へ処理を進める。このステップＳ８０８では、一定時間経過後、再度ステップＳ８０１〜Ｓ８０６の処理を行い、全てのアンテナからの反射レベルを検出する。以降の説明においても、各アンテナにおいて反射があるか否かは、反射レベルが閾値レベル以上であるか否かによって判定するものとする。
【００８８】
次に、ステップＳ８０９で、上述のステップＳ８０７と同様に判定し、３つのアンテナ全てからの反射がある（Ｙｅｓ）と判定した場合は、ステップＳ８１０へ処理を進める。ステップＳ８１０では、ユーザに警告を通知して通信可能状態でない旨を知らせる。
【００８９】
一方、ステップＳ８０７で、Ｎｏと判定した場合は、ステップＳ８１１へ処理を進め、２つのアンテナから反射があるか否かを判定する。判定の結果、２つのアンテナから反射がある（Ｙｅｓ）と判定した場合は、ステップＳ８１２へ処理を進める。このステップＳ８１２では、反射のないアンテナを特定するために、アンテナ７０１から反射があるか否かを判定する。ここで、反射がないと判定した場合は、ステップＳ８１３へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０１のみを選択する。
【００９０】
また、ステップＳ８１２でアンテナ７０１から反射があると判定した場合は、ステップＳ８１４へ処理を進め、アンテナ７０６から反射があるか否かを判定する。ここで、反射がないと判定した場合は、ステップＳ８１５へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０６を選択する。また、反射があると判定した場合は、アンテナ７１１のみ反射がないということなので、ステップＳ８１６へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７１１を選択する。
【００９１】
一方、ステップＳ８１１で、Ｎｏと判定した場合は、反射の無い２つのアンテナを特定するために、ステップＳ８１７へ処理を進め、まずアンテナ７０１から反射があるか否かを判定する。ここで、反射があると判定した場合は、ステップＳ８１８へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０６とアンテナ７１１の２つを選択する。
【００９２】
また、ステップＳ８１７でアンテナ７０１から反射がないと判定した場合は、ステップＳ８１９へ処理を進め、アンテナ７０６から反射があるか否かを判定する。ここで、反射があると判定した場合は、ステップＳ８２０へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０１とアンテナ７１１の２つを選択する。
【００９３】
また、ステップＳ８１９でアンテナ７０６から反射がないと判定した場合は、ステップＳ８２１へ処理を進め、アンテナ７１１から反射があるか否かを判定する。ここで、反射があると判定した場合は、ステップＳ８２２へ処理を進め、送受信アンテナにアンテナ７０１とアンテナ７０６の２つを選択する。
【００９４】
また、ステップＳ８２１でアンテナ７１１からも反射がないと判定した場合は、全てのアンテナから反射が無いと判定し、ステップＳ８２３へ処理を進める。ステップＳ８２３では、３つのアンテナの中から結合度の最も小さいアンテナの組み合わせを選択し、送受信アンテナとして使用する。
【００９５】
本実施形態によれば、複数のアンテナを用いて通信する際に、各アンテナ間の結合度の小さいアンテナの組み合わせを選択することができる。
【００９６】
なお、本実施形態では、３本のアンテナの中から、結合度の低い２本のアンテナを選択する場合について説明したが、３本のアンテナ間の結合度が所定の閾値よりも小さいと判定された場合は、３本全てを使用するようにしてもよい。
【００９７】
また、本実施形態では、アンテナが３本の場合について説明したが、４本以上の場合にでも適用できることは言うまでもない。この場合でも、各アンテナにおける受信レベルと反射レベルを測定し、反射レベルが閾値レベル以下のアンテナの中から、結合度の低いアンテナの組み合わせを選択するようにすればよい。この場合も、結合度の最も低い２本のアンテナの組み合わせだけを選択するようにしてもよいし、所定の閾値よりも結合度が低い３本以上のアンテナの組み合わせを選択するようにしてもよい。
［他の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る他の実施の形態を詳細に説明する。
【００９８】
他の実施形態では、アンテナの本数を増やし、３つの高周波部に対してそれぞれ２つのアンテナを設け、アンテナ切替SWで２つのアンテナを切り替えて通信を行うものである。例えば、図３に示す小型無線携帯端末３００にアンテナ３０１〜３０６を実装した場合の各アンテナ間の結合度を検出するものである。
【００９９】
図９は、他の実施形態における複数のアンテナ間の結合度を検出する検出部の構成の一例を示す図である。９０１及び９０２はアンテナであり、９０７のアンテナ切替SWによって切り替えられる。９０３及び９０４はアンテナであり、９０８のアンテナ切替SWによって切り替えられる。９０５及び９０６はアンテナであり、９０９のアンテナ切替SWによって切り替えられる。また、他の構成は、図７に示す本実施形態の構成と同じであり、その説明は省略する。
【０１００】
以上の構成において、通信を開始する前に、各アンテナから参照信号を送出する際に、不図示のアンテナ切替信号によって２つのアンテナを切り替えて図７と同様な動作を行う。そして、図７と同様な動作を行った結果、６つのアンテナの中から結合度の小さい順に複数のアンテナの組み合わせを選択し、送受信アンテナとして使用する。
【０１０１】
尚、本発明は複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用しても良い。
【０１０２】
また、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行する。これによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
【０１０３】
この場合、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。
【０１０４】
このプログラムコードを供給するための記録媒体として、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【０１０５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、次の場合も含まれることは言うまでもない。即ち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合である。
【０１０６】
更に、記録媒体から読出されたプログラムコードがコンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】無線ＬＡＮのアクセスポイントに複数のアンテナを実装した例を示す図である。
【図２】無線カードモジュールに複数のアンテナを実装した例を示す図である。
【図３】小型無線携帯端末に複数のアンテナを実装した例を示す図である。
【図４】本実施形態における小型無線端末に複数のアンテナを実装した場合の配置の例を示す図である。
【図５】小型無線端末に複数のアンテナを実装した場合の各アンテナの指向性の様子を概念的に示す図である。
【図６】本実施形態における参照信号の送出タイミングを示す図である。
【図７】本実施形態における複数のアンテナ間の結合度を検出する検出部の構成の一例を示す図である。
【図８】本実施形態におけるアンテナ選択処理を示すフローチャートである。
【図９】他の実施形態における複数のアンテナ間の結合度を検出する検出部の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
４００ 画像撮影装置
４０１ アンテナ
４０２ アンテナ
４０３ アンテナ
４０４ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを有する無線通信装置であって、
前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果に基づいて、前記複数のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択されたアンテナを用いて通信を行う通信手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナの各々から順次参照信号を送信する送信手段と、
前記送信手段により送信した参照信号を、前記複数のアンテナの各々で受信する受信手段と、を有し、
前記判定手段は、前記受信手段により受信した結果に基づいて、前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記受信手段により前記複数のアンテナの各々で受信した参照信号の受信レベルに基づいて、参照信号を送信したアンテナと該参照信号を受信したアンテナ間の結合度を判定することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記送信手段により各アンテナから参照信号を送信する際に、各アンテナにおいて反射される反射信号を検出する検出手段を有し、
前記選択手段は、前記判定手段により判定した結合度と、前記検出手段により検出した反射信号と、に基づいて、通信に用いるアンテナを選択することを特徴とする請求項２又は３記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記検出手段により検出した反射信号の受信レベルが所定の閾値よりも大きいアンテナを、前記選択手段で選択しないことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記複数のアンテナ全てにおける反射信号の受信レベルが所定の閾値よりも大きい場合、前記送信手段により再度、参照信号を送信し、前記検出手段により反射信号を検出することを特徴とする請求項４又は５記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記複数のアンテナ全てにおける反射信号の受信レベルが所定の閾値よりも大きい場合、ユーザに対する警告を通知する通知手段を有することを特徴とする請求項４又は５記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記選択手段は、各アンテナ間の結合度が最も低いアンテナの組み合わせを選択することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
複数のアンテナを有する無線通信装置におけるアンテナ選択方法であって、
前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定する判定工程と、
前記判定工程における判定の結果に基づいて、前記複数のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択する選択工程と、
を有することを特徴とするアンテナ選択方法。
【請求項１０】
コンピュータを請求項１から８のいずれか１項に記載の無線通信装置として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
複数のアンテナを有する無線通信装置であって、
前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果に基づいて、前記複数のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択されたアンテナを用いて通信を行う通信手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナの各々から順次参照信号を送信する送信手段と、
前記送信手段により送信した参照信号を、前記複数のアンテナの各々で受信する受信手段と、を有し、
前記判定手段は、前記受信手段により受信した結果に基づいて、前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記受信手段により前記複数のアンテナの各々で受信した参照信号の受信レベルに基づいて、参照信号を送信したアンテナと該参照信号を受信したアンテナ間の結合度を判定することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記送信手段により各アンテナから参照信号を送信する際に、各アンテナにおいて反射される反射信号を検出する検出手段を有し、
前記選択手段は、前記判定手段により判定した結合度と、前記検出手段により検出した反射信号と、に基づいて、通信に用いるアンテナを選択することを特徴とする請求項２又は３記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記検出手段により検出した反射信号の受信レベルが所定の閾値よりも大きいアンテナを、前記選択手段で選択しないことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記複数のアンテナ全てにおける反射信号の受信レベルが所定の閾値よりも大きい場合、前記送信手段により再度、参照信号を送信し、前記検出手段により反射信号を検出することを特徴とする請求項４又は５記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記複数のアンテナ全てにおける反射信号の受信レベルが所定の閾値よりも大きい場合、ユーザに対する警告を通知する通知手段を有することを特徴とする請求項４又は５記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記選択手段は、各アンテナ間の結合度が最も低いアンテナの組み合わせを選択することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
複数のアンテナを有する無線通信装置におけるアンテナ選択方法であって、
前記複数のアンテナにおける各アンテナ間の結合度を判定する判定工程と、
前記判定工程における判定の結果に基づいて、前記複数のアンテナの中から、通信に用いるアンテナを選択する選択工程と、
を有することを特徴とするアンテナ選択方法。
【請求項１０】
コンピュータを請求項１から８のいずれか１項に記載の無線通信装置として機能させるためのプログラム。
【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２０１０−２１９５５（Ｐ２０１０−２１９５５Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８３０２０（Ｐ２００８−１８３０２０）
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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