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JP4337671B2 - Wireless communication device - Google Patents
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Description

本発明は、無線通信装置に関し、特に複数のアンテナにより同時に無線通信を行う無線通信装置、無線通信システム、および、これらにおける制御方法ならびに当該方法をコンピュータ(例えば、マイコン、CPU、信号処理LSIなど)に実行させるプログラムに関する。   The present invention relates to a wireless communication device, and more particularly, to a wireless communication device that performs wireless communication simultaneously using a plurality of antennas, a wireless communication system, a control method therefor, and a computer (for example, a microcomputer, a CPU, a signal processing LSI, etc.) Relates to a program to be executed.

無線通信機能は、近年パーソナルコンピュータ等の情報処理機器および携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistance)等の通信端末機器だけでなく、各種の民生用電子機器、例えばオーディオ製品、ビデオ機器、カメラ機器、プリンタまたはエンタテイメントロボット等にも搭載されるようになっている。さらに、この無線通信機能は、電子機器だけでなく、例えば無線LAN(Local Area Network)用のアクセスポイント、PCMCIA仕様(Personal Computer Memory Card International Association)カード、コンパクトフラッシュ(登録商標)カード、ミニPCI(Peripheral Component Interconnection)カード等のいわゆる小型のアクセサリカードにも搭載されるようになっている。これにより、ストレージ機能と無線通信機能とを備えた無線カードモジュールが構成されるようになっている。   In recent years, wireless communication functions include not only information processing devices such as personal computers and communication terminal devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistance), but also various consumer electronic devices such as audio products, video devices, camera devices, and printers. Or it is also installed in entertainment robots. Further, this wireless communication function is not limited to electronic devices, for example, access points for wireless LAN (Local Area Network), PCMCIA specification (Personal Computer Memory Card International Association) cards, CompactFlash (registered trademark) cards, mini PCI ( It is also mounted on so-called small accessory cards such as Peripheral Component Interconnection cards. As a result, a wireless card module having a storage function and a wireless communication function is configured.

現在、家庭用の無線LANで主に使用されている方式は、キャリア周波数に5.2GHz帯を用いるIEEE802.11aや、2.4GHz帯を用いるIEEE802.11b/gである。これらIEEE802.11aやIEEE802.11gは、データの伝送速度が54Mbpsとされているが、最近では、世の中において扱われるデータ情報量の増加に伴い、さらに早い伝送速度を実現するための無線方式の研究・開発が盛んになっている。   Currently, the systems mainly used in home wireless LANs are IEEE802.11a using a 5.2 GHz band as a carrier frequency and IEEE802.11b / g using a 2.4 GHz band. These IEEE802.11a and IEEE802.11g have a data transmission speed of 54 Mbps, but recently, with the increase in the amount of data information handled in the world, research on wireless systems for realizing higher transmission speeds.・ Development is thriving.

そのような高速伝送を可能とする方式として注目されているものの一つにMIMO( Multi Input Multi Output)があげられる。MIMOとは、複数のアンテナを用いて、空間の複数の伝搬チャネルを媒体として通信を行う方式である。現在、世の中の無線LANで使用されているIEEE802.11aやIEEE802.11gは、変調方式にOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)が用いられている。このOFDMの採用により、各サブキャリアでの伝送はほぼフラットフェージングであるとみなすことができる。そのため、IEEE802.11aやIEEE802.11gのような比較的広帯域な通信方式においても、MIMO伝搬路をある程度簡易なモデルで表現することができ、実際の無線機器での実現が可能になってきている。このMIMOでは、原理的には、アンテナの本数に対して伝送レートが線形的に増大する。しかし、実際には、複数の伝搬チャネルにおいて送受信されるそれぞれの信号の電波伝搬環境は、反射、散乱、回折、遮蔽が混在するマルチパス環境であり、これに伴う空間相関特性がMIMOの情報伝送能力に大きな影響を及ぼす。   One of the methods that are attracting attention as a method that enables such high-speed transmission is MIMO (Multi Input Multi Output). MIMO is a scheme in which communication is performed using a plurality of spatial propagation channels using a plurality of antennas. Currently, IEEE802.11a and IEEE802.11g used in wireless LANs in the world use OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) as a modulation method. By adopting this OFDM, transmission on each subcarrier can be regarded as almost flat fading. Therefore, even in a relatively wideband communication scheme such as IEEE802.11a or IEEE802.11g, the MIMO propagation path can be expressed by a somewhat simple model, and realization with an actual wireless device has become possible. . In this MIMO, in principle, the transmission rate increases linearly with respect to the number of antennas. However, in reality, the radio wave propagation environment of each signal transmitted and received in a plurality of propagation channels is a multipath environment in which reflection, scattering, diffraction, and shielding are mixed, and the spatial correlation characteristics associated with this are information transmission of MIMO. A big impact on ability.

送受信局双方が同一の散乱体エリア内にある場合や移動通信における移動局の場合については、パスの方向が水平面内で一様、あるいは角度的な広がりが十分に大きいため、空間相関は0次ベッセル関数によって表されることが知られている。アンテナ間の距離が離れるほど相関係数は減少するが、半波長を越えるあたりからその減少は緩やかとなる。そこで、アンテナ間の距離を半波長程度以上確保することにより、マルチパスフェージングによる変動を無相関として取り扱うのが通例となっている(例えば、非特許文献1参照。)。
唐沢好男「MIMO伝搬チャネルモデリング」、電子情報通信学会論文誌B、Vol.J86−B、P.1707、2003年9月
In the case where both transmitting and receiving stations are in the same scatterer area or in the case of a mobile station in mobile communication, the spatial correlation is zero order because the path direction is uniform in the horizontal plane or the angular spread is sufficiently large. It is known that it is expressed by a Bessel function. The correlation coefficient decreases as the distance between the antennas increases, but the decrease becomes moderate from around the half wavelength. Therefore, it is customary to treat fluctuations due to multipath fading as uncorrelated by securing a distance between antennas of about a half wavelength or more (see, for example, Non-Patent Document 1).
Yoshio Karasawa “MIMO propagation channel modeling”, IEICE Transactions B, Vol. J86-B, P.I. 1707, September 2003

しかしながら、無線機器が家庭用またはパーソナル用機器に搭載されていく技術開発の方向性において、アンテナ間の距離を一様に半波長以上確保することは困難である。例えば、IEEE802.11b/gで使用される周波数帯である2.4GHz帯の半波長は約63mmであり、この様な距離をそれぞれ離して複数のアンテナを配置する機器設計をすることは、機器の小型化という観点からその進歩を著しく阻害することとなる。   However, in the direction of technological development in which wireless devices are mounted on home or personal devices, it is difficult to ensure the distance between antennas uniformly over half a wavelength. For example, the half-wavelength of the 2.4 GHz band, which is a frequency band used in IEEE802.11b / g, is about 63 mm, and designing a device in which a plurality of antennas are arranged at such a distance is From the standpoint of miniaturization, the progress is significantly hindered.

そこで、本発明は、MIMOにおける各アンテナの独立性を制御して、アンテナ間の距離を短縮させることを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to reduce the distance between antennas by controlling the independence of each antenna in MIMO.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第1の側面は、MIMOによる送信を行う複数の送信回路と、上記複数の送信回路の各々に接続する複数の第1のアンテナと、上記複数の第1のアンテナの近傍に配置される第2のアンテナと、上記第2のアンテナに接続して上記複数の第1のアンテナの放射方向を制御する特性制御回路とを具備することを特徴とする送信装置である。これにより、送信に用いられる第1のアンテナの放射方向が適宜制御され、使用環境に適したMIMO伝送が実現される。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first aspect thereof includes a plurality of transmission circuits that perform transmission by MIMO and a plurality of first circuits that are connected to each of the plurality of transmission circuits. An antenna; a second antenna disposed in the vicinity of the plurality of first antennas; and a characteristic control circuit connected to the second antenna to control a radiation direction of the plurality of first antennas. It is the transmitter characterized by doing. Thereby, the radiation direction of the first antenna used for transmission is appropriately controlled, and MIMO transmission suitable for the usage environment is realized.

ここで、上記特性制御回路は、上記第2のアンテナを反射器として機能させ、または、上記第2のアンテナを導波器として機能させるものである。すなわち、特性制御回路における制御により、第2のアンテナを反射器や導波器として機能させることによって、第1のアンテナの放射方向が適宜制御される。   Here, the characteristic control circuit causes the second antenna to function as a reflector, or causes the second antenna to function as a director. That is, the radiation direction of the first antenna is appropriately controlled by causing the second antenna to function as a reflector or a director under the control of the characteristic control circuit.

また、上記複数の第1のアンテナおよび上記第2のアンテナは、略直線状に配置されてもよく、また、多角形状に配置されてもよい。これらの配置により第1のアンテナの放射方向も影響を受ける。   In addition, the plurality of first antennas and the second antenna may be arranged in a substantially linear shape or may be arranged in a polygonal shape. These arrangements also affect the radiation direction of the first antenna.

さらに、上記複数の第1のアンテナおよび上記第2のアンテナは、互いに単体特性が同一であってもよく、また、単体特性が互いに異なっていてもよい。これら単体特性の組合せによって第1のアンテナの放射方向も影響を受ける。   Further, the plurality of first antennas and the second antenna may have the same single-unit characteristics, or may have different single-unit characteristics. The radiation direction of the first antenna is also affected by the combination of these single characteristics.

また、本発明の第2の側面は、MIMOによる受信を行う複数の受信回路と、上記複数の受信回路の各々に接続する複数の第1のアンテナと、上記複数の第1のアンテナの近傍に配置される第2のアンテナと、上記第2のアンテナに接続して上記複数の第1のアンテナの放射方向を制御する特性制御回路とを具備することを特徴とする受信装置である。これにより、受信に用いられる第1のアンテナの放射方向が適宜制御され、使用環境に適したMIMO伝送が実現される。   In addition, a second aspect of the present invention provides a plurality of receiving circuits that perform MIMO reception, a plurality of first antennas connected to each of the plurality of receiving circuits, and the vicinity of the plurality of first antennas. A receiving apparatus comprising: a second antenna disposed; and a characteristic control circuit connected to the second antenna to control a radiation direction of the plurality of first antennas. Thereby, the radiation direction of the first antenna used for reception is appropriately controlled, and MIMO transmission suitable for the usage environment is realized.

ここで、上記特性制御回路は、上記第2のアンテナを反射器として機能させ、または、上記第2のアンテナを導波器として機能させるものである。すなわち、特性制御回路における制御により、第2のアンテナを反射器や導波器として機能させることによって、第1のアンテナの放射方向が適宜制御される。   Here, the characteristic control circuit causes the second antenna to function as a reflector, or causes the second antenna to function as a director. That is, the radiation direction of the first antenna is appropriately controlled by causing the second antenna to function as a reflector or a director under the control of the characteristic control circuit.

また、上記複数の第1のアンテナおよび上記第2のアンテナは、略直線状に配置されてもよく、また、多角形状に配置されてもよい。これらの配置により第1のアンテナの放射方向も影響を受ける。   In addition, the plurality of first antennas and the second antenna may be arranged in a substantially linear shape or may be arranged in a polygonal shape. These arrangements also affect the radiation direction of the first antenna.

さらに、上記複数の第1のアンテナおよび上記第2のアンテナは、互いに単体特性が同一であってもよく、また、単体特性が互いに異なっていてもよい。これら単体特性の組合せによって第1のアンテナの放射方向も影響を受ける。   Further, the plurality of first antennas and the second antenna may have the same single-unit characteristics, or may have different single-unit characteristics. The radiation direction of the first antenna is also affected by the combination of these single characteristics.

また、上記受信装置は、受信を行う第2の受信回路と、上記第2のアンテナと上記特性制御回路との間に設けられ上記第2のアンテナの接続先を上記特性制御回路または上記第2の受信回路の何れかに切り替えるスイッチとをさらに具備することによっても実現される。このスイッチを第2の受信回路に切り替えることにより、ダイバーシティ受信に対応することが可能となる。   The receiving apparatus is provided between a second receiving circuit that performs reception, the second antenna, and the characteristic control circuit, and the connection destination of the second antenna is the characteristic control circuit or the second This is realized by further including a switch for switching to any one of the receiving circuits. By switching this switch to the second receiving circuit, it is possible to cope with diversity reception.

また、本発明の第3の側面は、N個(Nは2以上の整数)の第1のアンテナと、MIMOによる受信を行うN個の受信回路と、MIMOによる送信を行うN個の送信回路と、上記第1のアンテナのそれぞれの接続先を上記受信回路または上記送信回路の何れかにそれぞれ切り替えるN個のスイッチと、上記第1のアンテナの近傍に配置される第2のアンテナと、上記第2のアンテナに接続して上記第1のアンテナの放射方向を制御する特性制御回路とを具備することを特徴とする無線通信装置である。これにより、通信に用いられる第1のアンテナの放射方向が適宜制御され、使用環境に適したMIMO伝送が実現される。   The third aspect of the present invention provides N (N is an integer of 2 or more) first antennas, N reception circuits that perform MIMO reception, and N transmission circuits that perform MIMO transmission. N switches for switching each connection destination of the first antenna to either the reception circuit or the transmission circuit, a second antenna disposed in the vicinity of the first antenna, A wireless communication apparatus comprising: a characteristic control circuit connected to a second antenna to control a radiation direction of the first antenna. Thereby, the radiation direction of the first antenna used for communication is appropriately controlled, and MIMO transmission suitable for the usage environment is realized.

ここで、上記特性制御回路は、上記第2のアンテナを反射器として機能させ、または、上記第2のアンテナを導波器として機能させるものである。すなわち、特性制御回路における制御により、第2のアンテナを反射器や導波器として機能させることによって、第1のアンテナの放射方向が適宜制御される。   Here, the characteristic control circuit causes the second antenna to function as a reflector, or causes the second antenna to function as a director. That is, the radiation direction of the first antenna is appropriately controlled by causing the second antenna to function as a reflector or a director under the control of the characteristic control circuit.

また、上記受信装置は、受信を行う第2の受信回路と、上記第2のアンテナと上記特性制御回路との間に設けられ上記第2のアンテナの接続先を上記特性制御回路または上記第2の受信回路の何れかに切り替える第2のスイッチとをさらに具備することによっても実現される。この第2のスイッチを第2の受信回路に切り替えることにより、ダイバーシティ受信に対応することが可能となる。   The receiving apparatus is provided between a second receiving circuit that performs reception, the second antenna, and the characteristic control circuit, and the connection destination of the second antenna is the characteristic control circuit or the second And a second switch that switches to any one of the receiving circuits. By switching the second switch to the second receiving circuit, diversity reception can be supported.

また、本発明の第4の側面は、MIMOによる通信を行う無線通信装置における制御方法であって、上記無線通信装置における複数の通信状態に関して、上記複数の通信状態の中から一つの通信状態を設定する手順と、上記設定された通信状態における通信品質を検出する手順と、上記検出された通信品質が最適なものであれば上記通信状態を最適状態として保持する手順とを順次繰り返し、上記最適状態として保持された通信状態によって通信を行う手順を具備することを特徴とする制御方法である。これにより、最適な通信品質が検出された際の通信状態を使用することにより、使用環境に適したMIMO伝送が実現される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control method in a wireless communication apparatus that performs communication using MIMO, wherein one communication state is selected from the plurality of communication states with respect to a plurality of communication states in the wireless communication apparatus. The procedure for setting, the procedure for detecting the communication quality in the set communication state, and the procedure for maintaining the communication state as the optimum state if the detected communication quality is optimal are sequentially repeated, and the optimum A control method comprising a procedure for performing communication according to a communication state held as a state. Thereby, MIMO transmission suitable for the use environment is realized by using the communication state when the optimum communication quality is detected.

本発明によれば、MIMOにおける各アンテナの独立性を制御して、アンテナ間の距離を短縮させるという優れた効果を奏し得る。   According to the present invention, an excellent effect of controlling the independence of each antenna in MIMO and shortening the distance between the antennas can be obtained.

次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、MIMOによる信号伝搬の基本構成を示す図である。ここでは、送信端末10から送信された信号を受信端末20が電波伝搬チャネル30を介して受信することを想定する。送信端末10では空間多重符号化が行われ、受信端末20では空間多重復号化が行われる。送信端末10にはn本(nは整数)のアンテナ11が備えられており、空間多重符号化された信号がこれらアンテナ11から送信される。一方、受信端末20にはm本(mは整数)のアンテナ21が備えられており、送信端末10のアンテナ11から送信された信号がこれらアンテナ21によって受信される。   FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of signal propagation by MIMO. Here, it is assumed that the receiving terminal 20 receives the signal transmitted from the transmitting terminal 10 via the radio wave propagation channel 30. The transmitting terminal 10 performs spatial multiplexing encoding, and the receiving terminal 20 performs spatial multiplexing decoding. The transmission terminal 10 is provided with n (n is an integer) antennas 11, and a spatially multiplexed signal is transmitted from these antennas 11. On the other hand, the receiving terminal 20 is provided with m (m is an integer) antennas 21, and a signal transmitted from the antenna 11 of the transmitting terminal 10 is received by these antennas 21.

電波伝搬チャネル30は、複数の伝搬チャネルを有するマルチパス環境である。例えば、送信端末10から送信された電波が2回反射物にぶつかった後に受信端末20に到達する伝搬路と、送信端末10から送信された電波が5回反射物にぶつかった後に受信端末20に到達する伝搬路とでは伝達関数の周波数特性が異なるため、これら伝搬路を別個のものとして扱うことができる。このように異なる伝達関数を有する伝搬路を用いて同時に送受信する技術はMIMO(Multi Input Multi Output)と呼ばれる。   The radio wave propagation channel 30 is a multipath environment having a plurality of propagation channels. For example, a propagation path that reaches the receiving terminal 20 after the radio wave transmitted from the transmitting terminal 10 hits the reflecting object twice, and a receiving path 20 after the radio wave transmitted from the transmitting terminal 10 hits the reflecting object five times. Since the frequency characteristics of the transfer function are different from the reaching propagation path, these propagation paths can be treated as separate ones. The technique of simultaneously transmitting and receiving using such propagation paths having different transfer functions is called MIMO (Multi Input Multi Output).

なお、MIMOにおける復調の方式としては、ゼロフォーシング(Zero Forcing)、V−BLAST(Vertical Bell Labs Layered Space-Time)といった方式のように、送信側ではチャネル情報が未知で受信側のみの線形演算で復調する方式、MLD(Maximum Likelihood Detection:最尤推定法)と呼ばれる非線形演算で復調する方式、STBC(Space Time Block Coding)で送信信号の2系統に直交性を持たせた方式、そして、送信側でもあらかじめチャネル情報を取得して、それに応じた適正な電力配分および位相のベクトル合成を行って送受信する固有モード(Eigen-mode)MIMOなどの各種方式が提案されている。   As a demodulation method in MIMO, channel information is unknown on the transmission side and linear calculation only on the reception side, such as zero forcing and V-BLAST (Vertical Bell Labs Layered Space-Time). Demodulation method, MLD (Maximum Likelihood Detection) method to demodulate by non-linear operation, STBC (Space Time Block Coding) method to give orthogonality to two transmission signals, and transmission side However, various schemes such as eigen-mode MIMO for transmitting / receiving channel information in advance and performing transmission / reception by performing appropriate power distribution and phase vector synthesis according to the channel information have been proposed.

図2は、本発明の実施の形態における無線通信装置100の一構成例を示す図である。この無線通信装置100では、一例として、3本のアンテナ111乃至113と、3つのスイッチ121乃至123と、3つの受信RF(Radio Frequency:高周波)回路131乃至133と、2つの送信RF回路142および143と、特性制御回路150と、通信制御回路160とを備えている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the wireless communication device 100 according to the embodiment of the present invention. In this wireless communication apparatus 100, as an example, three antennas 111 to 113, three switches 121 to 123, three reception RF (Radio Frequency) circuits 131 to 133, two transmission RF circuits 142, and 143, a characteristic control circuit 150, and a communication control circuit 160.

アンテナ111乃至113は高周波信号の送受信に用いられるアンテナであり、それぞれスイッチ121乃至123に接続される。アンテナの種類としては一共振タイプのダイポールアンテナの他、様々なものが使用可能である。また、多周波数帯対応のものや、広帯域アンテナ、多共振アンテナなどを使用することができる。   Antennas 111 to 113 are antennas used for transmitting and receiving high-frequency signals, and are connected to switches 121 to 123, respectively. Various types of antennas can be used in addition to a single-resonance type dipole antenna. Moreover, a thing corresponding to a multi-frequency band, a wideband antenna, a multi-resonance antenna, etc. can be used.

スイッチ121乃至123は、アンテナ111乃至113の接続を切り替えるものである。スイッチ121は受信RF回路131または特性制御回路150の何れかをアンテナ111に接続する。スイッチ122は受信RF回路132または送信RF回路142の何れかをアンテナ112に接続する。スイッチ123は受信RF回路133または送信RF回路143の何れかをアンテナ113に接続する。   The switches 121 to 123 are for switching the connection of the antennas 111 to 113. The switch 121 connects either the reception RF circuit 131 or the characteristic control circuit 150 to the antenna 111. The switch 122 connects either the reception RF circuit 132 or the transmission RF circuit 142 to the antenna 112. The switch 123 connects either the reception RF circuit 133 or the transmission RF circuit 143 to the antenna 113.

なお、これらスイッチ121乃至123については、通常の半導体スイッチを用いることができるのはもちろんであるが、例えばメムズ(MEMS:Micro Electro Mechanical System)スイッチのように成膜技術により形成されたマイクロマシンスイッチを用いてもよい。   As these switches 121 to 123, a normal semiconductor switch can be used as a matter of course. For example, a micromachine switch formed by a film forming technique such as a MEMS (Micro Electro Mechanical System) switch is used. It may be used.

受信RF回路131乃至133は、受信した高周波信号を中間周波数に変換して、復調し、ベースバンド信号を生成する。このベースバンド信号は通信制御回路160に供給される。一方、送信RF回路142および143は通信制御回路160から供給されたベースバンド信号を変調し、中間周波数から高周波信号に変換して送信する。   The reception RF circuits 131 to 133 convert the received high-frequency signal into an intermediate frequency, demodulate it, and generate a baseband signal. This baseband signal is supplied to the communication control circuit 160. On the other hand, the transmission RF circuits 142 and 143 modulate the baseband signal supplied from the communication control circuit 160, convert the intermediate frequency to a high frequency signal, and transmit the modulated signal.

通信制御回路160は、データインターフェース169から供給されたデータ信号からベースバンド信号を生成して送信RF回路151および152に供給し、または、受信RF回路141および142から供給されたベースバンド信号からデータ信号を生成してデータインターフェース169に供給する。また、通信制御回路160は、通信品質を検出して、これに基づいて給電回路121および122における給電方式や通信制御回路160におけるサブキャリア変調方式を制御する。   The communication control circuit 160 generates a baseband signal from the data signal supplied from the data interface 169 and supplies the baseband signal to the transmission RF circuits 151 and 152 or data from the baseband signal supplied from the reception RF circuits 141 and 142. A signal is generated and supplied to the data interface 169. Further, the communication control circuit 160 detects the communication quality, and controls the power feeding method in the power feeding circuits 121 and 122 and the subcarrier modulation method in the communication control circuit 160 based on this.

特性制御回路150は、スイッチ121を介してアンテナ111の特性を制御する回路である。この特性制御回路150の詳細については次に述べる。   The characteristic control circuit 150 is a circuit that controls the characteristics of the antenna 111 via the switch 121. Details of the characteristic control circuit 150 will be described below.

図3は、本発明の実施の形態における特性制御回路150の一構成例を示す図である。この特性制御回路150は、スイッチ151と、抵抗152と、コンデンサ153と、コイル154とを備えている。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the characteristic control circuit 150 according to the embodiment of the present invention. The characteristic control circuit 150 includes a switch 151, a resistor 152, a capacitor 153, and a coil 154.

スイッチ151は、出力信号線129と抵抗152の一端もしくはコンデンサ153の一端とが接続するよう切り替えを行う。スイッチ151の入力端子にはスイッチ121の一方の出力信号線129が接続される。スイッチ151の出力端子の一方には一端が接地155された抵抗152の他の一端が接続される。また、スイッチ151の出力端子のもう一方には一端が接地155されたLC直列回路(コンデンサ153およびコイル154)の他の一端が接続される。   The switch 151 performs switching so that the output signal line 129 and one end of the resistor 152 or one end of the capacitor 153 are connected. One output signal line 129 of the switch 121 is connected to the input terminal of the switch 151. One end of the switch 151 is connected to the other end of the resistor 152 having one end grounded 155. The other end of the output terminal of the switch 151 is connected to the other end of the LC series circuit (capacitor 153 and coil 154) having one end grounded 155.

抵抗152は可変抵抗である。スイッチ151をこの抵抗152側に切り替えた上で、この抵抗152の抵抗値を調整することにより、アンテナ111の特性を制御することができる。例えば抵抗152の抵抗値が0Ω(すなわち、短絡)の場合は、接地155のイメージ電流によってみかけ上の素子長が長くなり、アンテナ111は反射器としての性質を有する。一方、例えば抵抗152の抵抗値が∞Ω(すなわち、開放)の場合は、素子長は長くならず、あらかじめアンテナ111の物理長を他のアンテナより短く形成しておけば、この状態において導波器としての性質を有する。そして、抵抗152を前記の間の任意の値に設定することにより、反射器ないし導波器としての効果の程度を制御することができる。もちろん、この特性はアンテナの使用環境、即ち、アンテナそのものの配置間隔や周囲の筐体の材質、周囲の筐体との配置関係などや、可変抵抗の周波数特性等によっても種々の影響を受けるため、一概に定量的に表すのは困難であるが、この抵抗152を所定の抵抗値に調整することにより、アンテナ111は導波器ないし反射器としての性質を発揮し得る。   The resistor 152 is a variable resistor. The characteristics of the antenna 111 can be controlled by switching the switch 151 to the resistor 152 side and adjusting the resistance value of the resistor 152. For example, when the resistance value of the resistor 152 is 0Ω (that is, a short circuit), the apparent element length is increased by the image current of the ground 155, and the antenna 111 has a property as a reflector. On the other hand, for example, when the resistance value of the resistor 152 is ∞Ω (that is, open), the element length does not become long. If the physical length of the antenna 111 is formed shorter than that of other antennas in advance, the wave is guided in this state. It has properties as a vessel. Then, by setting the resistance 152 to any value between the above, the degree of the effect as a reflector or a director can be controlled. Of course, this characteristic is affected in various ways by the environment in which the antenna is used, that is, the arrangement interval of the antenna itself, the material of the surrounding casing, the positional relationship with the surrounding casing, and the frequency characteristics of the variable resistance. Although it is difficult to express it quantitatively in general, by adjusting the resistance 152 to a predetermined resistance value, the antenna 111 can exhibit properties as a director or a reflector.

このように、スイッチ151を抵抗152側に切り替えた上で、抵抗152を短絡させた場合、接地155のイメージ電流によって共振器としての見かけ上の素子長が長くなり、これにより、アンテナ111は反射器としての性質を有する。   As described above, when the switch 151 is switched to the resistor 152 side and the resistor 152 is short-circuited, the apparent element length as a resonator is increased by the image current of the ground 155, thereby causing the antenna 111 to reflect. It has properties as a vessel.

コンデンサ153およびコイル154はLC直列回路を構成する。コンデンサ153は可変コンデンサであり、LC直列回路により可変リアクタンスを実現する。スイッチ151をこのLC直列回路側に切り替えた上で、このコンデンサ153の容量を調整することにより、アンテナ111の特性を制御することができる。ここで、コイル154を1.5nHで固定とし、コンデンサ153における可変容量ダイオードの容量を約1.5pF〜5pFに変化させるとすると、容量が1.5pFの時はスイッチ151からみたインピーダンスが約−j15.8Ω(@2.4GHz)となり、容量性となる。また、容量が5pFの時はインピーダンスが約+j14Ω(@2.4GHz)となり、誘導性となる。容量性の時には短縮コンデンサとして働くため、アンテナ111の共振器長が短くなり、導波器としての性質を有する。一方、誘導性の時には、ローディングコイルとして働くため、アンテナ111の共振器長が長くなり、反射器としての性質を有する。もちろん、この特性はアンテナの使用環境、即ち、アンテナそのものの配置間隔や周囲の筐体の材質、周囲の筐体との配置関係などや、可変容量ダイオードやコイルの周波数特性等によっても種々の影響を受けるため、一概に定量的に表すのは困難であるが、このコンデンサ153を所定の容量に調整することにより、アンテナ111は導波器ないし反射器としての性質を発揮し得る。   The capacitor 153 and the coil 154 constitute an LC series circuit. The capacitor 153 is a variable capacitor, and realizes a variable reactance by an LC series circuit. The characteristics of the antenna 111 can be controlled by adjusting the capacitance of the capacitor 153 after switching the switch 151 to the LC series circuit side. Here, assuming that the coil 154 is fixed at 1.5 nH and the capacitance of the variable capacitance diode in the capacitor 153 is changed from about 1.5 pF to 5 pF, when the capacitance is 1.5 pF, the impedance viewed from the switch 151 is about − j15.8Ω (@ 2.4 GHz), which is capacitive. Further, when the capacitance is 5 pF, the impedance is about + j14Ω (@ 2.4 GHz), which is inductive. Since it acts as a shortening capacitor when it is capacitive, the resonator length of the antenna 111 is shortened, and it has properties as a waveguide. On the other hand, when it is inductive, it acts as a loading coil, so that the resonator length of the antenna 111 is long, and it has a property as a reflector. Of course, this characteristic has various effects depending on the usage environment of the antenna, that is, the arrangement interval of the antenna itself, the material of the surrounding casing, the arrangement relationship with the surrounding casing, the frequency characteristics of the variable capacitance diode and the coil, etc. Therefore, it is difficult to express it quantitatively in general, but by adjusting the capacitor 153 to a predetermined capacity, the antenna 111 can exhibit the properties as a director or a reflector.

このように、スイッチ151をLC直列回路側に切り替えた上で、コンデンサ153の容量を所定の値にした場合、素子の共振器長が長くなり、これにより、アンテナ111は反射器としての性質を有する。これは、コンデンサ153を短絡させて、コイル154だけが接続されるようにしても同様の効果が期待される。   As described above, when the switch 151 is switched to the LC series circuit side and the capacitance of the capacitor 153 is set to a predetermined value, the resonator length of the element becomes long, and thus the antenna 111 has a property as a reflector. Have. The same effect can be expected even if the capacitor 153 is short-circuited and only the coil 154 is connected.

図4は、本発明の実施の形態における特性制御回路150の他の構成例を示す図である。図3の構成例では抵抗回路またはLC直列回路の何れかをスイッチ151で択一式に選択しているが、この図4ではこれら抵抗回路およびLC直列回路が直列または並列に接続される。   FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of the characteristic control circuit 150 according to the embodiment of the present invention. In the configuration example of FIG. 3, either the resistor circuit or the LC series circuit is selected by the switch 151, but in FIG. 4, the resistor circuit and the LC series circuit are connected in series or in parallel.

図4(a)では、抵抗152、コンデンサ153およびコイル154が直列に接続されて、その一端が接地155されている。一方、図4(b)では、抵抗152と、LC直列回路(コンデンサ153およびコイル154)とが並列に接続されて、その一端が接地155されている。   In FIG. 4A, a resistor 152, a capacitor 153, and a coil 154 are connected in series, and one end thereof is grounded 155. On the other hand, in FIG. 4B, the resistor 152 and the LC series circuit (the capacitor 153 and the coil 154) are connected in parallel, and one end thereof is grounded 155.

この例の場合も、抵抗152の抵抗値やコンデンサ153の容量を調整することにより、アンテナ111の特性を制御することができる。この特性はアンテナの使用環境、即ち、アンテナそのものの配置間隔や周囲の筐体の材質、周囲の筐体との配置関係などや、可変容量ダイオードや可変抵抗、コイルの周波数特性等によっても種々の影響を受けるため、一概に定量的に表すのは困難であるが、抵抗152を所定の抵抗値に調整し、または、コンデンサ153を所定の容量に調整することにより、アンテナ111は導波器または反射器としての性質を発揮し得る。   Also in this example, the characteristics of the antenna 111 can be controlled by adjusting the resistance value of the resistor 152 and the capacitance of the capacitor 153. This characteristic varies depending on the usage environment of the antenna, that is, the arrangement interval of the antenna itself, the material of the surrounding casing, the arrangement relationship with the surrounding casing, the variable capacitance diode, the variable resistance, the frequency characteristics of the coil, etc. However, it is difficult to express quantitatively in general. However, by adjusting the resistance 152 to a predetermined resistance value or adjusting the capacitor 153 to a predetermined capacity, the antenna 111 can be a waveguide or It can exhibit properties as a reflector.

なお、ここでは抵抗回路およびLC直列回路を直列または並列に接続した例について説明したが、構成を簡略化するために、抵抗回路またはLC直列回路の何れか一方のみを備えるようにしても、アンテナ111は導波器または反射器としての性質を発揮し得る。   Here, the example in which the resistor circuit and the LC series circuit are connected in series or in parallel has been described. However, in order to simplify the configuration, the antenna may be provided with only one of the resistor circuit and the LC series circuit. 111 may exhibit properties as a director or a reflector.

図5は、本発明の実施の形態における送信時のアンテナの状態の一例を示す図である。図5(a)は、図2においてスイッチ121を特性制御回路150側に切り替え、スイッチ122を送信RF回路142側に切り替え、スイッチ123を送信RF回路143側に切り替えた場合の接続状態を示す。すなわち、アンテナ111には特性制御回路150が接続され、アンテナ112には送信RF回路142が接続され、アンテナ113には送信RF回路143が接続される。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the state of the antenna at the time of transmission in the embodiment of the present invention. FIG. 5A shows a connection state when the switch 121 in FIG. 2 is switched to the characteristic control circuit 150 side, the switch 122 is switched to the transmission RF circuit 142 side, and the switch 123 is switched to the transmission RF circuit 143 side. That is, the characteristic control circuit 150 is connected to the antenna 111, the transmission RF circuit 142 is connected to the antenna 112, and the transmission RF circuit 143 is connected to the antenna 113.

この接続状態において、特性制御回路150における抵抗152の抵抗値やコンデンサ153の容量を調整することにより、アンテナ111が反射器としての性質を有し、図5(b)の放射状態のようにアンテナ112と113との間の干渉を抑制することができる。これにより、従来アンテナ112と113との間の距離を半波長程度離す必要があったものを、ここではより短い距離に設定することが可能となる。   In this connection state, by adjusting the resistance value of the resistor 152 and the capacitance of the capacitor 153 in the characteristic control circuit 150, the antenna 111 has a property as a reflector, and the antenna as shown in the radiation state of FIG. Interference between 112 and 113 can be suppressed. This makes it possible to set the distance between the antennas 112 and 113 that is conventionally required to be about a half wavelength away to a shorter distance.

図6は、本発明の実施の形態における受信時のアンテナの状態の一例を示す図である。図6(a)は、図2においてスイッチ121を特性制御回路150側に切り替え、スイッチ122を受信RF回路132側に切り替え、スイッチ123を受信RF回路133側に切り替えた場合の接続状態を示す。すなわち、アンテナ111には特性制御回路150が接続され、アンテナ112には受信RF回路132が接続され、アンテナ113には受信RF回路133が接続される。   FIG. 6 is a diagram showing an example of the state of the antenna at the time of reception in the embodiment of the present invention. FIG. 6A shows a connection state when the switch 121 in FIG. 2 is switched to the characteristic control circuit 150 side, the switch 122 is switched to the reception RF circuit 132 side, and the switch 123 is switched to the reception RF circuit 133 side. That is, the characteristic control circuit 150 is connected to the antenna 111, the reception RF circuit 132 is connected to the antenna 112, and the reception RF circuit 133 is connected to the antenna 113.

この図6(a)の接続状態によれば、図5(b)の場合と同様の放射状態を発揮することができ、アンテナ112と113との間の干渉を抑制することができる。そして、同様に、従来アンテナ112と113との間の距離を半波長程度離す必要があったものを、ここではより短い距離に設定することが可能となる。   According to the connection state of FIG. 6A, a radiation state similar to that in the case of FIG. 5B can be exhibited, and interference between the antennas 112 and 113 can be suppressed. Similarly, the distance between the conventional antennas 112 and 113 that had to be separated by about half a wavelength can be set to a shorter distance here.

また、図6(b)は、図2においてスイッチ121を受信RF回路131側に切り替え、スイッチ122を受信RF回路132側に切り替え、スイッチ123を受信RF回路133側に切り替えた場合の接続状態を示す。すなわち、アンテナ111には受信RF回路131が接続され、アンテナ112には受信RF回路132が接続され、アンテナ113には受信RF回路133が接続される。   6B shows the connection state when the switch 121 in FIG. 2 is switched to the reception RF circuit 131 side, the switch 122 is switched to the reception RF circuit 132 side, and the switch 123 is switched to the reception RF circuit 133 side. Show. That is, the reception RF circuit 131 is connected to the antenna 111, the reception RF circuit 132 is connected to the antenna 112, and the reception RF circuit 133 is connected to the antenna 113.

この図6(b)の接続状態は、3つのアンテナによるダイバーシティ受信を表したものである。図1のように、送信側のアンテナの数がn本で、受信側のアンテナの数がm本であるとすると、ダイバーシティによる効果を意味するダイバーシティオーダは、「m−n+1」で表されるため、送信側と受信側とでアンテナの数が同数であるとダイバーシティによる効果が得られない。ここで、例えば送信側の実質的なアンテナ数を図5(a)のように「n=2」として、受信側の実質的なアンテナ数を図6(b)のように「m=3」とすればダイバーシティによる効果が得られることになる。さきに記述した「V−BLAST」のような線形演算では、この様に受信アンテナ数を送信アンテナ数よりも多くすることで、通信の品質を向上させることができると考えられ、実際の製品においてもその様な形式が用いられることがある。その場合は、送信時にはアンテナを2本しか使用しないから、残りの1本は機能しない無駄な素子ということになる。本発明においては、送信時に無駄となっている残りの素子を、伝送品質の向上のために有効利用する提案を前述のごとく行ってきているものである。しかしながら、実際に使用される伝搬環境はユーザの使用条件によってまちまちな状態を取り得るため、従来手法によるダイバーシチ効果を素直に利用した方が、伝送品質が向上する場合もあり得る。そこで、本発明の実施の形態では、ケースバイケースでアンテナ111による受信信号を受信RF回路131により処理することを可能とし、電波の伝搬状態に応じてダイバーシティ受信を選択できるように構成される。   The connection state in FIG. 6B represents diversity reception by three antennas. As shown in FIG. 1, when the number of antennas on the transmission side is n and the number of antennas on the reception side is m, the diversity order that means the effect of diversity is represented by “mn + 1”. Therefore, if the number of antennas is the same on the transmission side and the reception side, the effect of diversity cannot be obtained. Here, for example, the effective number of antennas on the transmitting side is “n = 2” as shown in FIG. 5A, and the effective number of antennas on the receiving side is “m = 3” as shown in FIG. 6B. Then, the effect of diversity can be obtained. In the linear operation such as “V-BLAST” described above, it is considered that the quality of communication can be improved by increasing the number of reception antennas as compared with the number of transmission antennas. Such a form may be used. In that case, since only two antennas are used at the time of transmission, the remaining one is a useless element that does not function. In the present invention, as described above, proposals have been made to effectively use the remaining elements that are wasted during transmission in order to improve transmission quality. However, since the propagation environment actually used can take various states depending on the use conditions of the user, transmission quality may be improved if the diversity effect according to the conventional method is used in a straightforward manner. In view of this, the embodiment of the present invention is configured such that a reception signal from the antenna 111 can be processed by the reception RF circuit 131 on a case-by-case basis, and diversity reception can be selected in accordance with a radio wave propagation state.

次に、本発明の実施の形態におけるアンテナ配置と放射パターンとの関係について図面を参照して説明する。   Next, the relationship between the antenna arrangement and the radiation pattern in the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図7は、本発明の実施の形態におけるアンテナ配置の第1の例を示す図である。この第1の例では、図7(a)のように、3つのアンテナ111乃至113が略直線状に並んでいる。この配置例においてアンテナ111を反射器として機能させることにより、図7(b)のように、アンテナ112および113からそれぞれ互いに異なる方向に向けた放射パターン312および313を得ることができる。   FIG. 7 is a diagram showing a first example of antenna arrangement in the embodiment of the present invention. In this first example, as shown in FIG. 7A, the three antennas 111 to 113 are arranged in a substantially straight line. By making the antenna 111 function as a reflector in this arrangement example, radiation patterns 312 and 313 directed in different directions from the antennas 112 and 113 can be obtained as shown in FIG. 7B.

図8は、本発明の実施の形態におけるアンテナ配置の第2の例を示す図である。この第2の例では、図8(a)のように、3つのアンテナ111乃至113が三角形状に並んでいる。この配置例においてアンテナ111を反射器として機能させることにより、図8(b)のように、アンテナ112および113からそれぞれアンテナ111とは異なる方向に向けた放射パターン312および313を得ることができる。   FIG. 8 is a diagram illustrating a second example of the antenna arrangement according to the embodiment of the present invention. In the second example, as shown in FIG. 8A, three antennas 111 to 113 are arranged in a triangular shape. By causing the antenna 111 to function as a reflector in this arrangement example, radiation patterns 312 and 313 directed in directions different from the antenna 111 can be obtained from the antennas 112 and 113, respectively, as shown in FIG. 8B.

なお、ここでは三角形状に配置される例について説明したが、アンテナの数に応じて多角形状に配置することが可能であることはいうまでもない。   In addition, although the example arrange | positioned at triangle shape was demonstrated here, it cannot be overemphasized that it can arrange in polygonal shape according to the number of antennas.

図9は、本発明の実施の形態におけるアンテナ配置の第3の例を示す図である。この第3の例では、図9(a)のように、5つのアンテナ111乃至115が略直線状に並んでいる。この配置例では、アンテナ111を反射器として機能させるとともに、アンテナ114および115を導波器として機能させることを想定している。上述の説明では、素子の共振器長が長くなるよう調整することによりアンテナを反射器として機能させることを説明したが、同様の要領で素子の共振器長が短くなるよう調整することによりアンテナを導波器として機能させることが可能である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a third example of the antenna arrangement according to the embodiment of the present invention. In this third example, as shown in FIG. 9A, five antennas 111 to 115 are arranged in a substantially straight line. In this arrangement example, it is assumed that the antenna 111 functions as a reflector and the antennas 114 and 115 function as waveguides. In the above description, it has been explained that the antenna functions as a reflector by adjusting the resonator length of the element to be longer, but in the same manner, the antenna is adjusted by adjusting the resonator length of the element to be shorter. It is possible to function as a director.

この図9(a)のように各アンテナ111乃至115を配置することにより、図9(b)のように、アンテナ112および113からそれぞれ互いに異なる方向に向けて、より指向性の強い放射パターン312および313を得ることができる。   By arranging the antennas 111 to 115 as shown in FIG. 9A, the radiation pattern 312 having a higher directivity is directed from the antennas 112 and 113 in different directions as shown in FIG. 9B. And 313 can be obtained.

図10は、本発明の実施の形態におけるアンテナ配置の第4の例を示す図である。この第4の例では、図10(a)のように、3つのアンテナ111、113および116が三角形状に並んでいる。この配置例では、アンテナ111を反射器として機能させるとともに、指向性のあるアンテナ116を使用することを想定している。すなわち、上述の第1乃至第3の例では各アンテナの単体特性、すなわち、偏波、指向性、利得、周波数帯域が同一であることを想定していたが、この第4の例では、アンテナの単体特性として指向性が異なるアンテナ116を使用している。このように、アンテナの単体特性は互いに異なるものであってもよい。   FIG. 10 is a diagram illustrating a fourth example of the antenna arrangement according to the embodiment of the present invention. In the fourth example, as shown in FIG. 10A, three antennas 111, 113, and 116 are arranged in a triangular shape. In this arrangement example, it is assumed that the antenna 111 functions as a reflector and the directional antenna 116 is used. That is, in the first to third examples described above, it is assumed that the individual characteristics of each antenna, that is, polarization, directivity, gain, and frequency band are the same. In this fourth example, the antenna The antenna 116 having different directivities is used as a single characteristic of the. Thus, the single characteristics of the antenna may be different from each other.

この図10(a)のように各アンテナ111、113および116を配置することにより、図10(b)のように、アンテナ113および116からそれぞれアンテナ111とは異なる方向に向けた放射パターン313および316を得ることができ、さらに放射パターン316についてはより指向性の強い放射パターンを得ることができる。   By arranging the antennas 111, 113, and 116 as shown in FIG. 10 (a), the radiation patterns 313 and the antennas 113 and 116 directed in directions different from the antenna 111, respectively, as shown in FIG. 10 (b). 316, and a radiation pattern with higher directivity can be obtained for the radiation pattern 316.

次に、本発明の実施の形態における通信状態のフィードバック制御について図面を参照して説明する。   Next, communication state feedback control in the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図11は、本発明の実施の形態における通信状態制御のための機能構成例を示す図である。ここでは、通信状態制御のために品質検出部161と、通信状態切替部162と、最適状態保持部163と、通信状態保持部164と、サブキャリア変調部165とが設けられている。これらの構成を想定することにより、受信信号の状態に応じて通信状態に関するフィードバック制御が行われる。   FIG. 11 is a diagram showing a functional configuration example for communication state control in the embodiment of the present invention. Here, a quality detection unit 161, a communication state switching unit 162, an optimum state holding unit 163, a communication state holding unit 164, and a subcarrier modulation unit 165 are provided for communication state control. By assuming these configurations, feedback control related to the communication state is performed according to the state of the received signal.

品質検出部161は、受信信号をモニターしてその受信信号の品質を検出する。ここで、受信信号の品質の指標としては、例えば、伝送速度を用いることができる。また、これ以外にも、信号電力対干渉電力比(SIR:Signal to Interference Ratio)や、電力密度対雑音電力密度比(Eb/No)、受信信号強度表示(RSSI:Received Signal Strength Indicator)などにより受信品質を判断してもよい。   The quality detection unit 161 monitors the received signal and detects the quality of the received signal. Here, as an indicator of the quality of the received signal, for example, a transmission rate can be used. In addition, the signal power to interference power ratio (SIR), the power density to noise power density ratio (Eb / No), the received signal strength indication (RSSI), etc. The reception quality may be determined.

通信状態切替部162は、品質検出部161において判断された受信品質に応じて、通信状態を切り替える。例えば、図3の特性制御回路150において、スイッチ151を抵抗152側に接続した状態でこの抵抗152の抵抗値を切り替え、または、スイッチ151をコンデンサ153側に接続した状態でこのコンデンサ153の容量を切り替えることによりアンテナ111の特性を変更する。また、例えば、図2の通信制御回路160において、サブキャリアの変調方式を切り替えることにより変調状態を変更する。   The communication state switching unit 162 switches the communication state according to the reception quality determined by the quality detection unit 161. For example, in the characteristic control circuit 150 of FIG. 3, the resistance value of the resistor 152 is switched in a state where the switch 151 is connected to the resistor 152 side, or the capacitance of the capacitor 153 is changed in a state where the switch 151 is connected to the capacitor 153 side. The characteristics of the antenna 111 are changed by switching. Further, for example, in the communication control circuit 160 of FIG. 2, the modulation state is changed by switching the modulation scheme of the subcarrier.

通信状態保持部164は、現在の通信状態を保持する。例えば、図3の特性制御回路150において、スイッチ151が何れの出力に接続しているか、抵抗152の抵抗値やコンデンサ153の容量がいくらであるか、サブキャリアの変調方式は何か、などについてその状態が保持される。   The communication state holding unit 164 holds the current communication state. For example, in the characteristic control circuit 150 of FIG. 3, which output the switch 151 is connected to, the resistance value of the resistor 152 and the capacitance of the capacitor 153, what is the modulation scheme of the subcarrier, etc. That state is maintained.

最適状態保持部163は、通信状態としてこれまで通信状態保持部164に保持されていた通信状態の中で、品質検出部161によって最適であると判断された通信状態を保持する。通信状態切替部162によって通信状態が切り替えられた結果、品質検出部161によって受信品質が向上したと判断されればこの最適状態保持部163の内容は通信状態保持部164の内容によって更新される。一方、品質検出部161によって受信品質が低下したと判断されればこの最適状態保持部163の内容は維持される。最終的に、通信状態保持部164の内容は最適状態保持部163の内容によって更新される。   The optimum state holding unit 163 holds the communication state that is determined to be optimum by the quality detection unit 161 among the communication states that have been held in the communication state holding unit 164 as the communication state. As a result of switching the communication state by the communication state switching unit 162, if the quality detection unit 161 determines that the reception quality is improved, the content of the optimum state holding unit 163 is updated with the content of the communication state holding unit 164. On the other hand, if the quality detection unit 161 determines that the reception quality has deteriorated, the contents of the optimum state holding unit 163 are maintained. Finally, the contents of the communication state holding unit 164 are updated with the contents of the optimum state holding unit 163.

サブキャリア変調部165は、送信信号におけるサブキャリアの変調を行うものであり、何れの変調方式によるかは、通信状態保持部164に保持された通信状態に従って決定される。   The subcarrier modulation unit 165 modulates the subcarrier in the transmission signal, and which modulation method is used is determined according to the communication state held in the communication state holding unit 164.

図12は、本発明の実施の形態における通信状態制御のためのパラメータ例を示す図である。例えば、アンテナに関する特性としては、図12(a)のようにインデックス変数I(1乃至N、IおよびNは1以上の整数)を想定して、このインデックス変数Iの各々にアンテナ特性を割り当てることができる。この図12(a)では、アンテナ特性の一例として抵抗152の抵抗値が割り当てられているが、これはコンデンサ153の容量などを割り当ててもよい。   FIG. 12 is a diagram showing an example of parameters for communication state control in the embodiment of the present invention. For example, as an antenna characteristic, an index variable I (1 to N, I and N are integers of 1 or more) is assumed as shown in FIG. 12A, and an antenna characteristic is assigned to each index variable I. Can do. In FIG. 12A, the resistance value of the resistor 152 is assigned as an example of the antenna characteristic, but the capacitance of the capacitor 153 or the like may be assigned.

また、例えば、サブキャリアの変調方式としては、図12(b)のようにインデックス変数J(1乃至M、JおよびMは1以上の整数)を想定して、このインデックス変数Jの各々にサブキャリアの変調方式を割り当てることができる。この変調方式として、ここでは、64QAM(64-position Quadrature Amplitude Modulation:64値直交振幅変調)、16QAM(16値直交振幅変調)、8PSK(Octuple Phase Shift Keying:8位相変調)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4位相変調)を適宜切り換えるものとしている。   Further, for example, as a subcarrier modulation scheme, an index variable J (1 to M, J and M are integers of 1 or more) is assumed as shown in FIG. A carrier modulation scheme can be assigned. As this modulation method, 64QAM (64-position quadrature amplitude modulation), 16QAM (16-value quadrature amplitude modulation), 8PSK (Octuple Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift) are used here. Keying: 4-phase modulation) is switched as appropriate.

図13は、本発明の実施の形態における通信状態に関する制御手順の一例を示す流れ図である。まず、図12により説明したサブキャリアの変調方式に関するインデックス変数Jおよびアンテナ特性に関するインデックス変数Iに初期値として「1」が設定される(ステップS910、S911)。そして、これらの通信状態(サブキャリアの変調方式およびアンテナ特性)が通信状態切替部162によって通信状態保持部164に設定され、その設定の下で通信が行われる。これにより、品質検出部161において受信品質として例えば伝送速度が測定される(ステップS912)。   FIG. 13 is a flowchart showing an example of a control procedure regarding a communication state in the embodiment of the present invention. First, “1” is set as an initial value in the index variable J related to the subcarrier modulation scheme and the index variable I related to antenna characteristics described with reference to FIG. 12 (steps S910 and S911). These communication states (subcarrier modulation scheme and antenna characteristics) are set in the communication state holding unit 164 by the communication state switching unit 162, and communication is performed under the settings. Thereby, for example, the transmission rate is measured as the reception quality in the quality detection unit 161 (step S912).

伝送速度の測定の結果、伝送速度がこれまでの測定結果の中で最大であれば(ステップS913)、通信状態保持部164に保持されている通信状態が最適状態保持部163に保持される(ステップS914)。もっとも、伝送速度の測定が初回であればその値は必ず最大になるので、その初回の通信状態が最適状態保持部163にそのまま保持されることになる。   As a result of the transmission rate measurement, if the transmission rate is the maximum among the measurement results so far (step S913), the communication state held in the communication state holding unit 164 is held in the optimum state holding unit 163 ( Step S914). However, if the transmission rate is measured for the first time, the value is always maximized, and the initial communication state is held in the optimum state holding unit 163 as it is.

そして、アンテナ特性に関するインデックス変数Iに「1」が加算され(ステップS915)、その結果インデックス変数Iがその最大値Nを超えていなければ(ステップS916)、その新たなインデックス変数Iに対応するアンテナ特性が通信状態切替部162によって通信状態保持部164に設定され、その設定の下で通信が行われる。これにより、再度、品質検出部161における伝送速度の測定が行われて(ステップS912)、伝送速度の判断処理が繰り返される(ステップS913、S914)。   Then, “1” is added to the index variable I related to the antenna characteristics (step S915). As a result, if the index variable I does not exceed the maximum value N (step S916), the antenna corresponding to the new index variable I is obtained. The characteristic is set in the communication state holding unit 164 by the communication state switching unit 162, and communication is performed under the setting. Thereby, the transmission rate is measured again in the quality detection unit 161 (step S912), and the transmission rate determination process is repeated (steps S913 and S914).

一方、ステップS916においてインデックス変数Iがその最大値Nを超えていれば、サブキャリアの変調方式に関するインデックス変数Jに「1」が加算される(ステップS917)。その結果インデックス変数Jがその最大値Mを超えていなければ(ステップS918)、再びアンテナ特性に関するインデックス変数Iに初期値として「1」が設定され(ステップS911)、上述の処理が繰り返される。   On the other hand, if the index variable I exceeds the maximum value N in step S916, “1” is added to the index variable J related to the subcarrier modulation scheme (step S917). As a result, if the index variable J does not exceed the maximum value M (step S918), “1” is again set as the initial value for the index variable I related to antenna characteristics (step S911), and the above-described processing is repeated.

一方、ステップS918においてインデックス変数Jがその最大値Mを超えている場合には、最適状態保持部163に保持されている通信状態が通信状態保持部164に保持され、その通信状態の設定の下で以降の通信が行われる(ステップS919)。   On the other hand, if the index variable J exceeds the maximum value M in step S918, the communication state held in the optimum state holding unit 163 is held in the communication state holding unit 164, and the communication state is set. Then, the subsequent communication is performed (step S919).

なお、ここではアンテナの特性として抵抗152やコンデンサ153の設定値を変更することを想定しているが、これらの値の調整によっても満足する性能が得られない場合には、図6(b)で説明したダイバシティ受信を行うようスイッチ121を切り替えてもよい。   Here, it is assumed that the set values of the resistor 152 and the capacitor 153 are changed as the characteristics of the antenna. However, when satisfactory performance cannot be obtained by adjusting these values, FIG. The switch 121 may be switched to perform the diversity reception described in the above.

また、ここでは所定の周波数帯において通信状態の制御を行う例について説明したが、多周波数帯対応アンテナなどを想定した場合には使用する周波数帯毎にその周波数帯に応じた通信状態の制御が行われる。   In addition, here, an example of performing communication state control in a predetermined frequency band has been described. However, when a multi-frequency band antenna or the like is assumed, communication state control corresponding to the frequency band is performed for each frequency band to be used. Done.

このように、本発明の実施の形態によれば、品質検出部161における通信品質の判断結果に応じて、通信状態切替部162が特性制御回路150における回路定数や通信制御回路160におけるサブキャリア変調方式を切り替えることにより、アンテナ間の距離を短くしながら、MIMOに必要とされる放射状態を形成することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the communication state switching unit 162 determines the circuit constant in the characteristic control circuit 150 and the subcarrier modulation in the communication control circuit 160 according to the determination result of the communication quality in the quality detection unit 161. By switching the method, the radiation state required for MIMO can be formed while shortening the distance between the antennas.

なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。   The embodiment of the present invention is an example for embodying the present invention and has a corresponding relationship with the invention-specific matters in the claims as shown below, but is not limited thereto. However, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

すなわち、請求項において、第1のアンテナは例えばアンテナ112および113に対応する。また、第1の受信回路は例えば受信RF回路132および133に対応する。また、送信回路は例えば送信RF回路142および143に対応する。また、スイッチは例えばスイッチ122および123に対応する。また、第2のアンテナは例えばアンテナ111に対応する。また、特性制御回路は例えば特性制御回路150に対応する。また、第2の受信回路は例えば受信RF回路131に対応する。また、第2のスイッチは例えばスイッチ121に対応する。 That is , in claim 1 , the first antenna corresponds to the antennas 112 and 113, for example. The first receiving circuit corresponds to the receiving RF circuits 132 and 133, for example. The transmission circuit corresponds to the transmission RF circuits 142 and 143, for example. The switches correspond to the switches 122 and 123, for example. The second antenna corresponds to the antenna 111, for example. The characteristic control circuit corresponds to the characteristic control circuit 150, for example. The second receiving circuit corresponds to the receiving RF circuit 131, for example. The second switch corresponds to the switch 121, for example.

なお、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータ(例えば、マイコン、CPU、信号処理LSIなど)に実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。   The processing procedure described in the embodiment of the present invention may be regarded as a method having a series of these procedures, and these series of procedures are executed by a computer (for example, a microcomputer, a CPU, a signal processing LSI, etc.). It may be considered as a program for recording the program or a recording medium for storing the program.

本発明の活用例として、例えばMIMOによる通信を行う無線通信装置の小型化設計を行う際に本発明を適用することができる。   As an application example of the present invention, for example, the present invention can be applied when designing a miniaturization of a wireless communication apparatus that performs communication by MIMO.

MIMOによる信号伝搬の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the signal propagation by MIMO. 本発明の実施の形態における無線通信装置100の一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of the radio | wireless communication apparatus 100 in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における特性制御回路150の一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of the characteristic control circuit 150 in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における特性制御回路150の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the characteristic control circuit 150 in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における送信時のアンテナの状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the state of the antenna at the time of transmission in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における受信時のアンテナの状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the state of the antenna at the time of reception in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるアンテナ配置の第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the antenna arrangement | positioning in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるアンテナ配置の第2の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the antenna arrangement | positioning in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるアンテナ配置の第3の例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the antenna arrangement | positioning in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるアンテナ配置の第4の例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the antenna arrangement | positioning in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における通信状態制御のための機能構成例を示す図である。It is a figure which shows the function structural example for the communication state control in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における通信状態制御のためのパラメータ例を示す図である。It is a figure which shows the parameter example for the communication state control in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における通信状態に関する制御手順の一例を示す流れ図である。It is a flowchart which shows an example of the control procedure regarding the communication state in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 送信端末
20 受信端末
11、21 アンテナ
30 電波伝搬チャネル
100 無線通信装置
111〜116 アンテナ
121〜123 スイッチ
131〜133 受信RF回路
142、143 送信RF回路
150 特性制御回路
151 スイッチ
152 抵抗
153 コンデンサ
154 コイル
155 接地
160 通信制御回路
161 品質検出部
162 通信状態切替部
163 最適状態保持部
164 通信状態保持部
165 サブキャリア変調部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission terminal 20 Reception terminal 11, 21 Antenna 30 Radio wave propagation channel 100 Wireless communication apparatus 111-116 Antenna 121-123 Switch 131-133 Reception RF circuit 142, 143 Transmission RF circuit 150 Characteristic control circuit 151 Switch 152 Resistance 153 Capacitor 154 Coil 155 Grounding 160 Communication control circuit 161 Quality detection unit 162 Communication state switching unit 163 Optimal state holding unit 164 Communication state holding unit 165 Subcarrier modulation unit

Claims (8)

N個(Nは2以上の整数)の第1のアンテナと、
MIMOによる受信を行うN個の第1の受信回路と、
MIMOによる送信を行うN個の送信回路と、
前記第1のアンテナのそれぞれの接続先を前記第1の受信回路または前記送信回路の何れかにそれぞれ切り替えるN個のスイッチと、
前記第1のアンテナの近傍に配置される第2のアンテナと、
前記第2のアンテナに接続して前記第1のアンテナの特性を制御する特性制御回路と
受信を行う第2の受信回路と、
送信時には前記第2のアンテナの接続先を前記特性制御回路に切り替え、受信時には前記第2のアンテナの接続先を前記第2の受信回路に切り替える第2のスイッチと
を具備する無線通信装置。
N first antennas (N is an integer greater than or equal to 2);
N first receiving circuits that perform MIMO reception;
N transmission circuits that perform MIMO transmission;
N switches for switching each connection destination of the first antenna to either the first reception circuit or the transmission circuit;
A second antenna disposed in the vicinity of the first antenna;
A characteristic control circuit for controlling the characteristics of the first antenna connected to said second antenna,
A second receiving circuit for receiving;
Switches the connection destination of the second antenna to the characteristic control circuit at the time of transmission, at the time of reception comprise a <br/> a second switch for switching the connection of the second antenna to the second receiving circuit radio Communication device.
前記第1のアンテナの特性は、前記第1のアンテナの放射方向である請求項1記載の無線通信装置。  The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the characteristic of the first antenna is a radiation direction of the first antenna. 前記特性制御回路は、前記第2のアンテナを反射器として機能させる請求項記載の無線通信装置。 The characteristic control circuit, said second wireless communication apparatus Motomeko 1, wherein the antenna Ru to function as a reflector. 前記特性制御回路は、前記第2のアンテナを導波器として機能させる請求項記載の無線通信装置。 The characteristic control circuit, said second antenna radio communication apparatus Motomeko 1, wherein Ru is made to function as a waveguide. 前記複数の第1のアンテナおよび前記第2のアンテナは、略直線状に配置される請求項記載の無線通信装置Wherein the plurality of first antennas and the second antennas, the wireless communication apparatus Motomeko 1, wherein that will be disposed substantially linearly. 前記複数の第1のアンテナおよび前記第2のアンテナは、多角形状に配置される請求項記載の無線通信装置Wherein the plurality of first antennas and the second antennas, the wireless communication apparatus Motomeko 1, wherein that will be disposed in a polygonal shape. 前記複数の第1のアンテナおよび前記第2のアンテナは、互いに単体特性が同一である請求項記載の無線通信装置Wherein the plurality of first antennas and the second antennas, the wireless communication apparatus Motomeko 1 wherein independent characteristics each other Ru same der. 前記複数の第1のアンテナおよび前記第2のアンテナは、単体特性が互いに異なる請求項記載の無線通信装置Wherein the plurality of first antennas and the second antennas, the wireless communication apparatus Motomeko 1 wherein alone characteristics that differ from each other.
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