JP5202092B2 - 通信装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置及びその制御方法に関する。

アンテナ選択に関する技術として、受信品質の良いアンテナを用いるアンテナダイバーシティ技術が従来から存在している。また、複数のアンテナを用いる通信方式に、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）通信方式がある。ＭＩＭＯ通信方式は、アンテナダイバーシティ技術とは異なり、複数のアンテナで、空間多重で用いる複数のストリーム（データの通信路）を形成することで高速な無線通信を実現するものである。

また、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ， Ｉｎｃ．）で定められている規格にＩＥＥＥ８０２．１１ｎがある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトには、ＭＩＭＯ通信で使用するアンテナを選択するアンテナセレクションが定義されている。

アンテナセレクションは、通信相手との間で信号の受信品質の計測を行い、使用するアンテナを選択する。アンテナセレクションにより選択した複数のアンテナを使用すれば、良好な空間多重通信を行うことができる。

特許文献１には、アンテナの選択方法に関する詳細な処理手順の一が記載されている。

また、特許文献２には、受信アンテナの選択方法に関するもので、受信電力と相関関数から受信アンテナを選択する技術が記載されている。

また、特許文献３には、アンテナ選択時におけるアンテナ選択時の処理方法で、送受のアンテナを選択する技術が記載されている。
特開２００７−０１３５４７ 特開２００６−３２４７８７ 特開２００７−０４３６２５

アンテナセレクションを行えば、良好な空間多重通信を行うことができる。しかし、アンテナセレクションは、計測のための時間及び処理負荷が発生してしまう。また、アンテナセレクションを実行せず、予め定められた複数のアンテナを使用すれば、計測時間及び処理負荷は軽減する。しかし、電波環境によっては、予め定められたアンテナでは、通信品質が下がり、伝送レートが低くなってしまう場合がある。

上記課題を解決するために、本発明の通信装置は、複数のアンテナを使用して複数のストリームを空間多重して通信する通信装置であって、前記複数のアンテナの各々のアンテナにおける信号の受信強度を測定する測定手段と、通信相手と空間多重通信を行った際の信号の受信結果に基づいて、空間多重通信において使用する複数のアンテナを選択する選択手段と、前記測定手段された前記各々のアンテナにおける信号の受信強度の差に基づいて、前記選択手段により前記選択を行うか否かを切り替える切替手段と、を有することを特徴とする。

各々のアンテナにおける信号の受信強度の差に基づいて、通信装置の設置環境に適した方法によりアンテナを選択するので、効率的に空間多重通信を行うことができる。

以下、添付する図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、無線通信機能つきの複写機を例に用いて説明する。なお、本発明は複写機に限らず、プリンタやカメラ等、他のデバイスに適応することも可能である。

図４は、本実施形態の複写機の使用状況を示す。同図において、４０１は通信相手である無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）、４０２はＭＩＭＯ通信部４０４やユーザーが各種入力を行うための入力部４０５を持つ複写機、４０３は電波を遮蔽するパーテーションを示す。

ここで、ＭＩＭＯ通信部４０４は、複写機４０２に内蔵されていてもよいし、複写機４０２に対して着脱可能な装置であってもよい。

図６を用いて、本実施形態のＭＩＭＯ通信部４０４の動作について簡単に説明する。

本実施形態のＭＩＭＯ通信部４０４が空間多重通信を行う際に使用できる最大ストリーム数は２である。通常、ＭＩＭＯ通信を行う場合、使用できるストリーム数の上限とアンテナの本数は同じである。しかしながら、本実施形態のＭＩＭＯ通信部４０４は、図６（ａ）に示すように、最大ストリーム数である２よりも多い、３本のアンテナ６０１と３つのストリーム送受信処理部６０２を有する。

これにより、通信品質が良好でないアンテナが生じた場合であっても、すぐさま通信のパフォーマンスが低下してしまうことを防止できる。

アンテナ６０１とストリーム送受信処理部６０２は、アンテナ６０１−１とストリーム送受信処理部６０２−１、アンテナ６０１−２とストリーム送受信処理部６０２−２というように一対一対応で接続されている。

送信時、ＭＡＣ処理部６０３は、インターフェイス部（Ｉ／Ｆ）６０４で受けた複写機４０２からの送信データをフレーム化し、各ストリームにデータを配分し、各々のストリームをストリーム送受信処理部６０２に送信する。各ストリーム送受信処理部６０２はＭＡＣ処理部６０３から渡されたストリーム単位のデータに送信処理を施し、各アンテナ６０１で各々のストリームを送信する。

ここで送信するデータは、例えばユーザーから複写機４０２への指示によって、複写機４０２の不図示のスキャナ部によって読み込まれたデータである。

一方、受信時には、各アンテナ６０１で受信したデータは各々のストリーム送受信処理部６０２で受信処理を行う。ストリーム送受信処理部６０２は受信データをＭＡＣ処理部６０３に送信する。ＭＡＣ処理部６０３は複数のストリーム情報から元のデータを取り出し、インターフェイス部６０４を経由し、受信データによって示された複写機４０２内の不図示の各部または複写機４０２の不図示の中央処理装置にデータを送信する。

複写機４０２では、ＭＩＭＯ通信部４０４からのデータを例えば不図示の中央処理装置によってプリント用のデータに変換し、不図示のプリント部からプリントを行う。

６０５は、制御部であり下記に示すフローチャートを実行する。また、６０６は記憶部であり、下記に示すフローチャートに対応する制御を実行する際に必要なデータ等の記憶を行っている。なお、図４では、各アンテナ同士が離れた位置に設置し、複写機の設置位置の影響により、全てのアンテナの受信強度が低くなってしまうことを予防する。図４では、パーテーション４０３の影響により、無線ＬＡＮアクセスポイント４０１からの信号を受信する各アンテナ６０１の受信強度が異なるものとする。図に示すように、アンテナ６０１‐１の受信強度は「大」、アンテナ６０１‐２の受信強度は「中」、アンテナ６０１‐３の受信強度は「小」である。このような場合、アンテナ６０１‐３を使用してＭＩＭＯ通信を行うと、エラーが多く発生し、伝送レートが低くなる。しかしながら、アンテナ６０１‐３を使用せずに、アンテナ６０１‐１、アンテナ６０１‐２を使用してＭＩＭＯ通信を行えば、使用するアンテナに６０１‐３が含まれる場合よりも、伝送レートを高くすることができる。

次に、図１１に本実施形態のＭＩＭＯ通信部４０４の機能ブロック図を示す。
受信部１１０１および送信部１１０２は、アンテナ６０１、ストリーム送受信処理部６０２で構成され、アクセスポイント４０１からの報知信号やデータなどの信号を送受信する。

判定部１１０３は、ＭＡＣ処理部６０３や制御部６０５で構成され、アクセスポイント４０１とのＭＩＭＯ通信状況の判定を行う。記憶部１１０４は、記憶部６０６で構成され、受信強度を記憶している。

探索部１１０５は、ＭＡＣ処理部６０３や制御部６０５で構成され、アクセスポイント４０１からの報知信号を、受信部１１０１を用いて探索する。接続部１１０６は、ＭＡＣ処理部６０３で構成され、探索部１１０５の結果を用いてアクセスポイント４０１に無線接続を行う。

選択部１１０７は、ＭＡＣ処理部６０３や制御部６０５で構成され、無線通信を行うのに最適なアンテナ選択を行う。また、測定部１１０８は、アンテナ６０１、ストリーム送受信処理部６０２、ＭＡＣ処理部６０３および制御部６０５で構成され、信号の受信強度を測定する。また、切替部１１０９は、ＭＡＣ処理部６０３および制御部６０５で構成され、第１の通信を行うか、第２の通信を行うかを切り替える。ここで、第１の通信とは、下記に述べるＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを行ったアンテナを用いて通信を行うことを言う。また、第２の通信とは、予め決められている所定のアンテナを用いて通信を行うことを言う。

無線接続するアクセスポイント４０１を探索する手順について、図１および図２に示すフローチャートを用いて説明する。該探索手順は接続部１１０６によって、行われる。

また、該探索手順は複写機の電源がオンになった時点で行われてもよいし、複写機がデータ通信を行うために、ＭＩＭＯ通信部４０４が無線接続をする時点で行われてもよい。

探索時には、複数のアンテナ６０１のうち、任意の１本のアンテナ６０１を選択しアクセスポイント４０１を探索する場合と、複数のアンテナ６０１を用いてアクセスポイント４０１を探索する場合とがある。

まず、任意の１本のアンテナ６０１を選択する場合について、図１のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１０１において、通信相手であるアクセスポイント４０１の接続情報が予め記憶されているかどうかを確認する。ここで、接続情報とは、接続すべきネットワーク名やアクセスポイント４０１の情報である。また、該接続情報は、記憶部６０６に記憶されていてもよいし、複写機４０２内の不図示の各部に記憶されていてもよい。

ステップＳ１０１において接続情報を記憶していれば、ステップＳ１０３に進み、アクセスポイント４０１を探索する。ステップＳ１０１において、アクセスポイント４０１の接続情報を記憶していない場合は、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、接続情報を複写機４０２内の入力部４０５を用いてユーザーに入力させることによって、接続情報を取得した後に、ステップＳ１０３に進み、アクセスポイント４０１を探索する。

ステップＳ１０３において、探索部１１０５がアクセスポイント４０１を探索する際に、任意のアンテナ６０１を選択し、受信部１１０１がアクセスポイント４０１からの報知信号を受信する。ここで、任意とは、既定のアンテナを用いてもよいし、ランダムなアンテナを用いてもよい。また、報知信号とは、例えばビーコンや、探索要求に応答する応答信号のことである。ビーコンとはアクセスポイント４０１から定期的に報知されている信号のことである。ここではアンテナ６０１−１を選択したとする。

ＭＡＣ処理部６０３が指定したチャネルで、ストリーム送受信処理部６０２−１は報知信号を探索する。報知信号が受信できた場合には、受信した報知信号と、その受信信号をＭＡＣ処理部６０３に送る。

ここで、チャネルとはアクセスポイント４０１とＭＩＭＯ通信部４０４との間で通信する際に使用する周波数チャネルのことである。

ＭＡＣ処理部６０３はストリーム送受信処理部６０２−１に次のチャネルを指定し、報知信号を探索させ、報知信号が受信できた場合には、受信した報知信号と、その受信信号をＭＡＣ処理部６０３に送る。このようにして、全チャネルでの報知信号探索後、探索した報知信号の中に、接続先が送信している報知信号が存在するか否かを確認する。

ここで、全チャネルとは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇで用いられる周波数帯域に割り当てられている全てまたは一部のチャネルのことを言う。

所望のアクセスポイント４０１が送信している報知信号を見つけた場合には、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、当該アクセスポイント４０１が送信している報知信号を、アンテナを切り替えて該アンテナ１本で受信し、該報知信号の受信強度を測定部１１０８で測定して、記憶部６０６に記憶する。

上記の例では、既にアンテナ６０１−１は報知信号を受信しているので、ＭＡＣ処理部６０３は、アクセスポイント４０１が送信している報知信号の受信をアンテナ６０１−２に切り替える。そして、アンテナ６０１−２における報知信号の受信強度を測定部１１０８で測定して、記憶部６０６に記憶させる。次にＭＡＣ処理部６０３は、アクセスポイント４０１が送信している報知信号の受信をアンテナ６０１−３に切り替えて行い、報知信号の受信強度を測定部１１０８で測定して、記憶部６０６に記憶させる。

以上のようにして、全てのアンテナ６０１−１、６０１−２、６０１−３で報知信号を受信させ、それぞれの受信強度を記憶部１１０４に記憶させる。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で記憶した受信強度を比較し、最も受信強度の高いアンテナを無線接続時に用いるアンテナとして選択する。説明のためにアンテナ６０１−１を選択したものとする。

ステップＳ１０６では、接続部１１０６が、該選択したアンテナ６０１−１を用いてアクセスポイント４０１への無線接続を行う。

次に、複数のアンテナ６０１を用いてアクセスポイント４０１を探索する場合について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図１と同じステップについては同じ符号を付し、説明を省略する。

ステップＳ２０１において、探索部１１０５は、指定したチャネルの報知信号を全てのアンテナ６０１−１、６０１−２、６０１−３で探索する。探索部１１０５が報知信号を受信できた場合には、受信した報知信号とその受信強度をＭＡＣ処理部６０３に送信する。また、受信強度はさらに記憶部１１０４に送信され、記憶部１１０４に記憶される。

探索部１１０５は全てのアンテナ６０１−１、６０１−２、６０１−３に次のチャネルを指定し、同様に報知信号を探索させる。このようにして、全チャネルでの報知信号探索後、受信できた報知信号に対し所望のアクセスポイント４０１が送信している報知信号の有無を確認する。

所望のアクセスポイント４０１を見つけた場合は、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６に進み、最も受信強度の高いアンテナを用いてアクセスポイント４０１と無線接続を行う。ここでは、最も受信強度の高いアンテナ６０１−１を用いてアクセスポイント４０１と無線接続をしたものとする。

次に、ステップＳ１０６によるアクセスポイント４０１への無線接続後に行う、アンテナ選択処理を実行すべきかの判定について、制御部６０５が実行する図３のフローチャートを用いて説明する。

該判定は、ステップＳ１０６による無線接続直後に行ってもよいし、無線接続後のデータ通信前に行ってもよい。

ステップＳ３０１において、アクセスポイント４０１がＭＩＭＯ通信で使用することのできる最大ストリーム数と、ＭＩＭＯ通信部４０４の最大ストリーム数とを比較し、データ通信時のストリーム数を決定する。このとき例えば、アクセスポイント４０１が利用できるストリーム数と複写機に設定されているストリーム数の上限のうち、小さい方のストリーム数をデータ通信時のストリーム数として決定する。

例えば、アクセスポイント４０１の最大ストリーム数が３であり、ＭＩＭＯ通信部４０４の最大ストリーム数が２の場合は、通信時のストリーム数は送受信とも２と決定する。また、アクセスポイント４０１の最大ストリーム数が２であり、ＭＩＭＯ通信部４０４の最大ストリーム数が２の場合も、通信時のストリーム数は送受信とも２と決定する。また、アクセスポイント４０１がＭＩＭＯ通信に未対応であり、最大ストリーム数が１の場合は、ＭＩＭＯ通信ができないので、通信時のストリーム数は送受信とも１と決定する。ここでは、アクセスポイント４０１の最大ストリーム数が２であり、ＭＩＭＯ通信部４０４の最大ストリーム数が２であり、通信時のストリーム数を送受信とも２と決定したとする。

なお、アクセスポイント４０１が使用できる最大ストリーム数は、アクセスポイント４０１との無線接続時に、アクセスポイント４０１から通知される。

無線接続に用いたアンテナ６０１−１は、ステップＳ１０５において受信強度の測定結果に応じて選択された、最も受信強度の高いアンテナである。従って、アンテナ６０１−１の受信強度が最大受信強度用の規定値よりも小さい場合は、複写機の周辺における電波的な環境が、あまり良くないと見なせる。

そこで、ステップＳ３０２において、切替部１１０９が、アクセスポイント４０１との無線接続に用いたアンテナ６０１−１の受信強度の測定結果を参照し、記憶部１１０４に予め記憶されている最大受信強度用規定値よりも小さいか否かを判定する。アンテナ６０１‐１の受信強度が最大受信強度用規定値よりも小さい場合には、ステップＳ３０５に進む。

一方、アンテナ６０１−１の受信強度の測定結果が最大受信強度用規定値以上であった場合には、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、切替部１１０９が、各アンテナの受信強度のうち、最大のものと最小のものを比較する。このとき、最大と最小の強度差が、記憶部１１０４に予め記憶されている強度差用規定値よりも小さい場合は、複写機の周辺における電波的な環境にあまり差がないと見なし、ステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４では、データ通信のためのＭＩＭＯ用の送受信アンテナと、制御フレームなどのためのＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ， Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）用の送信アンテナを予め決められている所定のアンテナで行うことに決定する。これは、複写機周辺における電波的な環境が良いため、わざわざＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを行う必要がないと考えられるからである。

ここで、所定のアンテナとは、製品出荷時に設定したアンテナでもよいし、ユーザーが設定したアンテナでもよい。また、ストリーム数やデータ内容に応じたアンテナを用いるようにしてもよい。

ここでは、ストリーム数が送受信とも２であることに応じて、ＭＩＭＯ用の送受信アンテナとしてアンテナ６０１−１とアンテナ６０１−３が設定されているものとする。また、ＳＩＳＯ用の受信アンテナについてはステップＳ１０６で無線接続を行うために用いたアンテナを用いるように設定されている。これは、ＳＩＳＯ用の受信アンテナについては、ステップＳ１０５において、受信状態の良好なアンテナが選ばれていると考えられるからである。

従って、ステップＳ３０４では、ＭＩＭＯ用の送受信アンテナとしてアンテナ６０１−１とアンテナ６０１−３が選択され、ＳＩＳＯ用の受信アンテナとして、アンテナ６０１−１が選択される。

これにより、各アンテナの電波的な環境にあまり差がない時には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを行うことなく、良好なＭＩＭＯ通信をすることが可能となる。

ステップＳ３０５では、制御フレーム用のＳＩＳＯ用送信アンテナの選択を実行するフラグをオンにする。

さらに、次にステップＳ３０６に進み、ステップＳ３０１で決定した通信に使用するストリーム数に従って、切替部１１０９が、データ通信用にどのアンテナ選択を実行するかを判定する。送信時のストリーム数が１であり、かつ受信時のストリーム数が１のときは、ステップＳ３０７に進み、すでにＳＩＳＯ用送信アンテナ選択のフラグがオンになっているので、ＳＩＳＯ用受信アンテナ選択のフラグをオンにする。

ここで、フラグをオンにすると共に所定のＳＩＳＯ用送受信アンテナを暫定的に用いるアンテナとして選択しておいてもよい。ここでは、ＳＩＳＯ用送受信アンテナとして、アンテナ６０１−１を暫定的に選択するとする。

一方、ステップＳ３０６で送信又は受信のストリーム数のうち、どちらか一方または両方が２以上のとき、ステップＳ３０８に進み、ＭＩＭＯ送信用アンテナ選択とＭＩＭＯ受信用アンテナ選択のフラグをオンにする。

ここで、フラグをオンにすると共に所定のＭＩＭＯ用送受信アンテナとＳＩＳＯ用送信アンテナを暫定的に用いるアンテナとして選択しておいてもよい。ここでは、ストリーム数が送受信とも２であることに応じて、ＭＩＭＯ用の送受信アンテナとしてアンテナ６０１−１とアンテナ６０１−３が、ＳＩＳＯ用の送信アンテナとしてアンテナ６０１−１が所定のアンテナとして暫定的に選択されるものとする。

このように暫定的に用いるアンテナを選択しておくことにより、アンテナ選択フラグがオンになっている状態では、良好なＭＩＭＯ通信は保証出来ないものの、暫定的にＭＩＭＯ通信を行うことが可能となる。

次に、図３に示したアンテナ選択処理を実行すべきかの判定後に、制御部６０５が実行するアンテナ選択処理を、図７のフローチャートを用いて説明する。なお、図７に示したフローチャートは図３の処理後に実行される。

まず、ステップＳ７０１において、データ通信中であるかどうかを確認する。データ通信中でない場合、例えば無線接続中であるが送受のデータパケットが途切れたときには、ステップＳ７０２に進む。

これによって、データ通信を途切れさせることなく、アンテナ選択を行うことが可能となる。

ステップＳ７０２では、ＳＩＳＯ用送信アンテナ選択フラグを確認し、オンになっていればステップＳ７０３に進み、オフ（オンでない）であればステップＳ７０５に進む。

ステップＳ７０３では、選択部１１０７がＳＩＳＯ用送信アンテナ選択を実行する。ＳＩＳＯ用送信アンテナ選択処理の詳細については、後述する。ＳＩＳＯ用送信アンテナ選択処理が終わると、ステップＳ７０４に進み、ＳＩＳＯ用送信アンテナ選択フラグをオフにし、さらにステップＳ７０５に進む。

ステップＳ７０５では、ＭＩＭＯ用送信アンテナ選択フラグを確認し、オンになっていればステップＳ７０６に進み、オフであればステップＳ７０８に進む。

ステップＳ７０６では、選択部１１０７がＭＩＭＯ用送信アンテナ選択を実行する。ＭＩＭＯ用送信アンテナ選択処理の詳細については、後述する。ＭＩＭＯ用送信アンテナ選択処理が終わると、ステップＳ７０７に進み、ＭＩＭＯ用送信アンテナ選択フラグをオフにし、さらにステップＳ７０８に進む。

ステップＳ７０８では、ＳＩＳＯ用受信アンテナ選択フラグを確認し、オンになっていればステップＳ７０９に進み、オフであればステップＳ７１１に進む。

ステップＳ７０９では、選択部１１０７がＳＩＳＯ用受信アンテナ選択を実行する。ＳＩＳＯ用受信アンテナ選択処理の詳細については、後述する。ＳＩＳＯ用受信アンテナ選択処理が終わると、ステップＳ７１０に進み、ＳＩＳＯ用受信アンテナ選択フラグをオフにし、さらにステップＳ７１１に進む。

ステップＳ７１１では、ＭＩＭＯ用受信アンテナ選択フラグを確認し、オンになっていればステップＳ７１２に進む。

ステップＳ７１２では、選択部１１０７がＭＩＭＯ用受信アンテナ選択を実行する。ＭＩＭＯ用受信アンテナ選択処理の詳細については、後述する。ＳＩＳＯ用受信アンテナ選択処理が終わると、ステップＳ７１３に進み、ＭＩＭＯ用受信アンテナ選択フラグをオフにする。

該アンテナ選択処理において、アンテナ選択フラグを確認する順番は、これに限るものではない。

ここで、選択部１１０７が実行するＳＩＳＯまたはＭＩＭＯ送信アンテナ選択の手順について、図５（ａ）のシーケンス図および図８のフローチャートを用いて説明する。

図５（ａ）は、送信アンテナ選択を実行する際のＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを表すシーケンス図である。また図８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを用いて本実施の形態の送信アンテナ選択を行う際に、制御部６０５が実行するフローチャートである。

送信アンテナ選択を行う際には、まず、ステップＳ８０１でアクセスポイント４０１に対し、送信アンテナ選択要求を送信する。この送信アンテナ選択要求には、アクセスポイント４０１に送信する計測パケット数が含まれている。該計測パケット数は、ＳＩＳＯ用アンテナを選択する場合においてはアンテナの本数分であり、ＭＩＭＯ用アンテナを選択する場合においてはアンテナの組合せ分である。また、該送信アンテナ選択要求は、Ｓ５０１に相当する。

該要求に対し、Ｓ５０２のようにアクセスポイント４０１から送信アンテナ選択許可が送られてくるので、ステップＳ８０２において該送信アンテナ選択許可を受信する。

ステップＳ８０３では、ＳＩＳＯ用アンテナを選択する場合には、単純にアンテナを切り替えて計測パケットを送信する。ここでは、送信アンテナを６０１−１、６０１−２、６０１−３の順に切り替えて計測パケットを送信する。

一方、ＭＩＭＯ用のアンテナを選択する場合には、アンテナの組合せを変えてアンテナ選択を行う。ここでは、送信アンテナの組合せを（６０１−１、６０１−２）、（６０１−１、６０１−３）、（６０１−２、６０１−３）と切り替えて計測パケットを送信する。

なお、ステップＳ８０３における計測パケットの送信は、Ｓ５０３、Ｓ５０４、Ｓ５０５に相当する。

計測パケットを送信すると、Ｓ５０６に示すように、アクセスポイント４０１はそれぞれの受信品質の計測処理を行い、その結果得られる受信結果が一番良かった計測パケットの番号を送信してくるので、これをステップＳ８０４において受信する。ここでは、１番目の計測パケットが一番良かった番号として送信されてきたものとする。

ステップＳ８０５において、該送られた計測パケットの番号を送信したアンテナをＳＩＳＯ用またはＭＩＭＯ送信用アンテナとして選択する。ここでは、ＭＩＭＯ送信用のアンテナとして、１番目の計測パケットが一番良かった番号として送信されているので、ＭＩＭＯ送信用のアンテナとして、アンテナ６０１−１と６０１−２の組合せを選択する。

次に、ＳＩＳＯまたはＭＩＭＯ受信用アンテナ選択を実行する場合について図５（ｂ）のシーケンス図および図９のフローチャートを用いて説明する。

図５（ｂ）は、受信アンテナ選択を行う際に用いるＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを表すシーケンス図である。また、図９は受信アンテナ選択を行う際に制御部６０５が実行するフローチャートである。

受信アンテナ選択を行う際には、まず、ステップＳ９０１でアクセスポイント４０１に対し、受信アンテナ選択要求を送信する。この受信アンテナ選択要求には、アクセスポイント４０１が送信する計測パケット数が含まれている。該計測パケット数は、ＳＩＳＯ用アンテナを選択する場合においてはアンテナの本数分であり、ＭＩＭＯ用アンテナを選択する場合においてはアンテナの組合せ分である。該受信アンテナ選択要求は、Ｓ５１０に相当する。

該要求に対し、Ｓ５１１のようにアクセスポイント４０１から受信アンテナ選択許可が送られてくるので、ステップＳ９０２において該受信アンテナ選択許可を受信する。

次に、アクセスポイント４０１から、Ｓ５１２、Ｓ５１３、Ｓ５１４のように要求した数の計測パケットが送られてくるので、ステップＳ９０３で、アンテナを切り替えて受信する。

このとき、ＳＩＳＯ用アンテナを選択する場合には、単純にアンテナを切り替えて計測パケットを受信する。ここでは、受信アンテナを６０１−１、６０１−２、６０１−３の順に切り替えて計測パケットを受信する。

一方、ＭＩＭＯ用のアンテナを選択する場合には、アンテナの組合せを変えて計測パケットを受信する。ここでは、受信アンテナの組合せを（６０１−１、６０１−２）、（６０１−１、６０１−３）、（６０１−２、６０１−３）と切り替えて計測パケットを受信する。

受信後、ステップＳ９０４において、計測パケットの受信品質の計測処理を行い、最も受信品質の良かったアンテナをＳＩＳＯ用またはＭＩＭＯ受信用アンテナとして選択する。ここでは、ＭＩＭＯ受信用アンテナとしてアンテナ６０１−１と６０１−２の組合せを選択するものとする。

以上のようにして、ＭＩＭＯ用送受信アンテナ選択処理や、ＳＩＳＯ用送受信アンテナ選択処理が終了すると、ＭＩＭＯデータ通信や、ＳＩＳＯデータ通信が最適なアンテナを用いて、良好に実行できるようになる。

以上のように本実施形態によれば、ＭＩＭＯ通信部４０４が使用できる最大ストリーム数のＭＩＭＯ通信に必要なアンテナ数よりも多くのアンテナを複写機４０２に設置する。そして、各アンテナの受信強度の差が規定値よりも小さい場合は、複写機の周辺における電波的な環境にあまり差がないと判定し、複数のアンテナのうち、予め設定されているアンテナを選択してＭＩＭＯ通信を行う。また、各アンテナの受信強度の差が規定値よりも大きい場合は、複写機の周辺における電波的な環境に差があると判定し、アンテナセレクションを実行し、複数のアンテナから、ＭＩＭＯ通信に使用するアンテナを選択する。また、複数のアンテナの中で最も受信強度が大きいアンテナの受信強度が規定値より小さい場合は、電波環境が良好でないと判定し、アンテナセレクションを実行し、ＭＩＭＯ通信に使用するアンテナを選択する。

このようにすることにより、機器の設置環境に応じて、アンテナセレクションを実行するか否かを選択できる。従って、アンテナセレクションを行わない場合には、通信開始までの時間を短縮でき、また、無駄な処理を実行する負荷を軽減できる。

また、ＭＩＭＯ通信部が使用できる最大ストリーム数のＭＩＭＯ通信に必要なアンテナ数よりも多くのアンテナの中から、設置環境に適したアンテナを選択するので、受信強度の小さいアンテナを使わなくても、最大ストリーム数のＭＩＭＯ通信が行える。従って、伝送レートが高い通信を実現できる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、無線ネットワークへの無線接続直後または、無線接続後、データ通信を行う前にアンテナ選択フラグがオンになる場合について説明した。

しかし、本実施形態は、これに限らず、通信中も条件が満たされるとアンテナ選択フラグがオンになり、アンテナ選択を実行する。通信中にアンテナ選択フラグがオンになる例として、通信エラーが記憶部１１０４に記憶されている通信エラー用規定値以上に発生した場合がある。第２の実施形態では、データ通信を行う前にアンテナ選択処理を行った（第１の実施形態）後に、再度アンテナ選択処理を行う場合の一例について、制御部６０５が実行する図１０に示すフローチャートを用いて説明する。なお、第１の実施形態と構成の同じ部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

データ送信時、再送回数が一定数を超えると、通常まず、伝送レートを落とす。伝送レートを落としても再送が生じる場合、現在選択中のアンテナでは不適切な電波環境に変化したことが疑われる。

そこで、ステップＳ１００１において、ＳＩＳＯ送信で送信しているパケットに対してエラーが何回生じているかを判定する。この判定結果が、エラー回数がＳＩＳＯ送信エラー用規定値以上であった場合にはステップＳ１００２に進み、規定値未満の場合には、ステップＳ１００３に進む。Ｓ１００２では、ＳＩＳＯ送信アンテナ選択フラグをオンにする。この状態において、再び図７に示すフローチャートが実行されることで、データ通信を実行していないときに、再度ＳＩＳＯ送信アンテナ選択が実施される。

ステップＳ１００３においては、ＭＩＭＯ送信で送信しているパケットに対してエラーが何回生じているかを判定する。この判定結果が、エラー回数がＭＩＭＯ送信エラー用規定値以上であった場合にはステップＳ１００４に進み、規定値未満の場合には、ステップＳ１００５に進む。Ｓ１００４では、ＭＩＭＯ送信アンテナ選択フラグをオンにする。この状態において、再び図７に示すフローチャートが実行されることで、データ通信を実行していないときに、再度ＭＩＭＯ送信アンテナ選択が実施される。

また、データ受信時、相手からの再送パケットの受信エラーが一定数を超え、伝送レートを落として再送しても受信エラーが生じる場合、現在選択中のアンテナが不適切な電波環境に変化したことが疑われる。

そこで、ステップＳ１００５において、ＳＩＳＯ受信で受信しているパケットに対してエラーが何回生じているかを判定する。この判定結果が、エラー回数が記憶部１１０４に記憶されているＳＩＳＯ受信エラー用規定値以上であった場合にはステップＳ１００６に進む。また、ＳＩＳＯ受信エラー用規定値未満の場合には、ステップＳ１００７に進む。Ｓ１００６では、ＳＩＳＯ受信アンテナ選択フラグをオンにする。この状態において、再び図７に示すフローチャートが実行されることで、データ通信を実行していないときに、再度ＳＩＳＯ受信アンテナ選択が実施される。

ステップＳ１００７においては、ＭＩＭＯ受信で受信しているパケットに対してエラーが何回生じているかを判定する。この判定結果が、エラー回数がＭＩＭＯ受信エラー用規定値規定値以上であった場合にはステップＳ１００８に進む。Ｓ１００８では、ＭＩＭＯ受信アンテナ選択フラグをオンにする。この状態において、再び図７に示すフローチャートが実行されることで、データ通信を実行していないときに、再度ＭＩＭＯ受信アンテナ選択が実施される。

また、制御部６０５は、定期的に図７を実行する。これによって、現在選択中のアンテナでは不適切な電波環境に変化した場合にも、適切なアンテナ選択を行うことが可能となる。

以上、通信中に再度アンテナ選択処理を行う例として送受信エラーを例にして説明したが、ストリーム数変更など、他の条件でも実行可能である。

例えば、通信装置が４ストリームまで対応しており、該ストリーム数よりも多い６本のアンテナを具備していたとする。ここで、４ストリームから３ストリームにストリーム数が変更されたとする。この場合、ストリーム数の変更に合わせてＭＩＭＯ通信で用いるアンテナを変更することが考えられる。このような場合において、本実施例のように再度アンテナ選択処理を行うことができる。

このように、ストリーム数変更後にアンテナ選択を行うことによっては、ストリーム数が変化した際にも、最適なアンテナを用いてアクセスポイント４０１と通信を行うことが可能となる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態では、アンテナ６０１とストリーム送受信処理部６０２が一対一対応で接続されている構成について説明した。

本実施例では、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、１つのストリーム送受信処理部６０２が、スイッチ６０７によって複数のアンテナ６０１から１本のアンテナと選択的に接続される。
なお、１つのストリーム送受信処理部６０２に対応する１組のアンテナ６０１の設置位置は、距離を離して設置される。例えば、アンテナ６０１−１１と６０１−１２は、複写機４０２の各面の対角線上（図４における６０１−１と６０１−３の位置関係）に配置されている。該１組のアンテナの配置は、これに限るものではなく、複写機４０２の筐体の対角線上に配置したり、いずれかの頂点付近に配置したりするなど、電波環境が異なる可能性の高い場所の組合せで配置する。

なお、第１の実施形態および第２の実施形態と構成の同じ部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。また、無線接続およびアンテナ選択フラグ処理に関しては、第１の実施形態および第２の実施形態と同じ処理のため、説明を省略する。

まず、図６（ｂ）に示すＭＩＭＯ通信部４０４について説明する。ストリーム送受信処理部６０２は、スイッチ６０７を通してアンテナ６０１と接続されている。ストリーム送受信処理部６０２−１は、スイッチ６０７−１を通してアンテナ６０１−１１または６０１−１２とを切り替えて、どちらか一方のアンテナと接続することができる。同様に、ストリーム送受信処理部６０２−２は、スイッチ６０７−２を通してアンテナ６０１−２１または６０１−２２とを切り替えてどちらか一方のアンテナと接続することができる。同様に、ストリーム送受信処理部６０２−３は、スイッチ６０７−３を通してアンテナ６０１−３１または６０１−３２とを切り替えてどちらか一方のアンテナと接続することができる。

このような構成にすることにより、選択対象となるアンテナを増やすことができ、より伝送レートを高くすることができる。なお、各アンテナ、特に、各ストリーム送受信処理部に接続するアンテナ同士の設置位置の距離を離して設置する。このようにすることによって、機器の設置環境の影響が少ないアンテナを選択でき、機器の設置環境の影響による伝送レートの低下を軽減することができる。

次に、図６（ｃ）に示すＭＩＭＯ通信部４０４について説明する。該ＭＩＭＯ通信部４０４の対応ストリーム数は、２であるため、ストリーム送受信処理部６０２は２つあればよい。このような場合であっても、図６（ｃ）に示すように対応ストリーム数以上のアンテナを有することで、選択対象となるアンテナを増やすことができる。
ストリーム送受信処理部６０２は、スイッチ６０７を通してアンテナ６０１と接続されている。ストリーム送受信処理部６０２−１は、スイッチ６０７を通してアンテナ６０１−１１乃至６０１−３３のいずれか１本と接続する。ここでは、アンテナ６０１−１１と接続したとする。

ストリーム送受信処理部６０２−２は、スイッチ６０７を通して、ストリーム送受信処理部６０２−１が接続したアンテナ６０１−１１以外のアンテナ、即ちアンテナ６０１−１２乃至６０１−３３のいずれか１本と接続する。ここでは、アンテナ６０１−１２と接続したとする。

このような構成にすることにより、機器の対応ストリーム数とストリーム送受信処理部の数が同じにした上で、アンテナの数を増やすことができ、アンテナを増やす際のコストを低減することが可能となる。また、選択対象となるアンテナを増やすことができ、より伝送レートを高くすることができる。さらに、図６（ｂ）で説明したように各アンテナの設置位置を対角線上にしたり、複写機４０２の頂点付近に配置したりすることで、アンテナ間の距離を離して設置する。このようにすることによって、機器の設置環境の影響が少ないアンテナを選択でき、機器の設置環境の影響による伝送レートの低下を軽減することができる。

なお、図６（ｂ）のＭＩＭＯ通信部４０４の場合において、図６（ａ）のようにアンテナ６０１とストリーム送受信処理部６０２が一対一対応で接続されているＭＩＭＯ通信部４０４の場合と異なるのは、アンテナの組合せである。

例えば、６本のアンテナがストリーム送受信処理部と一対一対応で接続されている場合に、アンテナを２本選択する際の組合せは、（数式１）に示すように１５通りである。

_６Ｃ_２＝１５ （数式１）
これに対し、図６（ｂ）のアンテナの組合せを考える。図６（ｂ）に示された６本のアンテナから２本のアンテナを選択する際の組合せは、１２通りである。

このように、本実施の形態によれば、選択数を減らすことができ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを行う際の負荷を軽減することが可能となる。

また、アンテナの本数をさらに増やす、使用ストリーム数がさらに増えるなどの理由により、アンテナの組合せ数がさらに多くなることも考えられる。この結果、一度のアンテナ選択処理で１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを実行できない場合は、組合せを複数の組に分割し、組単位でアンテナ選択処理を実行する。最初の組におけるアンテナ選択処理の結果、最も良かったアンテナの組合せを二度目の組でも実行する。二度目の組で最も良かった組合せがアンテナ選択処理結果となる。組が三つ以上あるときも同様に繰り返すことで判定可能となる。

一例として、図６（ｂ）の場合で３ストリーム（３本のアンテナを選択）の場合を示す。第一の組は、（６０１−１１、６０１−２１、６０１−３１）、（６０１−１１、６０１−２１、６０１−３２）、（６０１−１１、６０１−２２、６０１−３１）、（６０１−１１、６０１−２２、６０１−３２）の組合せで４パターンとする。

また、第二の組は、（６０１−１２、６０１−２１、６０１−３１）、（６０１−１２、６０１−２１、６０１−３２）、（６０１−１２、６０１−２２、６０１−３１）、（６０１−１２、６０１−２２、６０１−３２）の組合せで４パターンとする。

まず、第一の組でアンテナ選択処理を実行し、最も良かった組合せを選択する。例えば、アンテナ６０１−１１、６０１−２１、６０１−３１の組合せが良かったとすると、第二の組にこの結果を加えた５パターンでアンテナ選択を実行する。

これによって、第一の組の結果がよければ、アンテナ選択の結果、第一の組の結果が再度選ばれる。また、第一の組よりも第二の組の組合せが、アンテナ選択結果としてよりよい場合、第二の組からアンテナの組合せが決定されることになる。

以上のようにして、一度のアンテナ選択処理で１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを実行できない場合にも、最適なアンテナ選択処理を行うことができる。

（第４の実施形態）
尚、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのコンピュータプログラムを記録した記憶媒体を、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が記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムを読出し実行する。これによっても、本発明の目的が達成される。

この場合、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体から読出されたコンピュータプログラム自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

このコンピュータプログラムを供給するための記憶媒体として、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。

また、コンピュータが読出したコンピュータプログラム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。即ち、コンピュータプログラムの指示に基づき、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。

更に、記憶媒体から読出されたコンピュータプログラム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、そのコンピュータプログラムの指示に基づき、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。

本実施形態の無線接続までのフローチャート 本実施形態の無線接続までのフローチャート 通信中におけるアンテナ選択処理フラグの設定フローチャート 本実施形態のＭＩＭＯ通信装置の使用状況を示す図 ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを示すシーケンス図 ＭＩＭＯ通信装置の内部を示す図 本実施形態のアンテナ選択処理フラグに応じたアンテナ選択処理フローチャート ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを用いた本実施形態の送信アンテナ選択処理のフローチャート ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのドラフトに定義されたアンテナセレクションを用いた本実施形態の受信アンテナ選択処理のフローチャート 通信中におけるアンテナ選択処理フラグの設定フローチャート 本実施形態のＭＩＭＯ通信装置のブロック図

Claims (13)

1. 複数のアンテナを使用して複数のストリームを空間多重して通信する通信装置であって、
   前記複数のアンテナの各々のアンテナにおける信号の受信強度を測定する測定手段と、
   通信相手と空間多重通信を行った際の信号の受信結果に基づいて、空間多重通信において使用する複数のアンテナを選択する選択手段と、
   前記測定手段による測定された前記各々のアンテナにおける信号の受信強度の差に基づいて、前記選択手段により前記選択を行うか否かを切り替える切替手段と、
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記切替手段は、前記選択手段により選択された複数のアンテナを使用して空間多重通信するか、前記通信装置が有するアンテナの中の予め定められた複数のアンテナを使用して空間多重通信するかを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記複数のアンテナは、電波環境が異なるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記選択手段は、前記通信装置が空間多重通信で用いるアンテナの組合せを切り替えて前記通信相手との間で空間多重通信の受信品質の計測処理を行い、該計測の結果に基づいて、アンテナの組合せを選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記選択手段は、前記アンテナの組合せを複数の組に分割し、前記分割した組の１つの組の中の組合せを切り替えて、前記通信相手との間で空間多重通信の受信品質の計測処理を行い、該計測の結果に基づいて１つのアンテナの組合せを選択し、該選択した１つのアンテナの組合せを次の組の組合せに加えて、前記通信相手との間で空間多重通信の受信品質の計測処理を行う動作を繰り返すことにより、空間多重通信において使用する複数のアンテナを選択することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記受信強度の差とは、前記測定手段によって前記測定された最大の受信強度と最小の受信強度の差であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記選択手段により前記選択を行う場合、前記通信相手との空間多重通信の通信状況を判定する判定手段を有し、
   前記選択手段は、前記判定手段による判定結果に応じて、前記アンテナの選択を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信装置。
8. 前記判定手段は、前記通信相手との空間多重通信で生じたエラー回数を判定することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
9. 前記判定手段は、前記通信相手との空間多重通信で用いるストリーム数が変更されたか否かを判定することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
10. ユーザーが前記通信相手の情報を入力するための入力手段と、
    前記情報を用いて前記通信相手との無線接続を行う接続手段を更に有したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の通信装置。
11. 前記選択手段は、前記通信装置が空間多重通信できるストリーム数よりも多くのアンテナの中から、空間多重通信において使用する複数のアンテナを選択することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の通信装置。
12. 複数のアンテナを使用して複数のストリームを空間多重して通信する通信装置の制御方法であって、
    前記複数のアンテナの各々のアンテナにおける信号の受信強度を測定する測定工程と、
    通信相手と空間多重通信を行った際の信号の受信結果に基づいて、空間多重通信において使用する複数のアンテナを選択する選択工程と、
    前記測定工程における測定された前記各々のアンテナにおける信号の受信強度の差に基づいて、前記選択工程を行うか否かを切り替える切替工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
13. 通信装置により実行されるコンピュータプログラムであって、
    前記プログラムを前記通信装置が実行することにより、
    前記通信装置が有する複数のアンテナの各々のアンテナにおける信号の受信強度を測定する測定工程と、
    通信相手と空間多重通信を行った際の信号の受信結果に基づいて、空間多重通信において使用する複数のアンテナ選択する選択工程と、
    前記測定工程における測定された前記各々のアンテナにおける信号の受信強度の差に基づいて、前記選択工程を行うか否かを切り替える切替工程と、
    が実行されることを特徴とするコンピュータプログラム。

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