(57)【要約】【課題】指向性ダイバシチ技術により無線通信装置の通信品質を向上するとともに、小型で安価な無線通信装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】無線機１０１ａは、指向性制御部１０３ａと、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号の受信品質を測定して指向性制御部１０３ａへ出力する機能を備える通信部１０４ａとを有する。無線機１０１ｂは、指向性制御部１０３ｂと、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の受信電力を測定して指向性制御部１０３ｂへ出力する機能を備える通信部１０４ｂとを有する。そして、指向性制御部１０３ａは、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の受信電力が最良となる方向に基づいて、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を決定する。【選択図】図１
2014204222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の高周波信号を送受信する機能を備えた第１の無線機と、
前記所定の高周波信号を受信する機能を備えた第２の無線機と、
前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信する際に用いられ、指向性を任意の方向に変化可能な第１の指向性可変アンテナと、
前記第２の無線機が前記所定の高周波信号を受信する際に用いられ、前記第１の指向性可変アンテナと同一の特性を有する第２の指向性可変アンテナと、
を有し、
前記第１の無線機は、
前記第１の指向性可変アンテナの指向性を所定の方向に向けるための第１の指向性制御信号を前記第１の指向性可変アンテナへ出力する機能を備える第１の指向性制御部と、
所定のデータを変調してさらに所定の振幅および周波数の高周波信号に変換して前記第１の指向性可変アンテナへ出力する第１の変調部、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調する第１の復調部、および、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信品質を測定して前記第１の指向性制御部へ出力する第１の受信品質測定部を備える第１の通信部と、
を有し、
前記第２の無線機は、
前記第２の指向性可変アンテナの指向性を所定の方向に向けるための第２の指向性制御信号を前記第２の指向性可変アンテナへ出力する機能を備える第２の指向性制御部と、
前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力を測定して前記第２の指向性制御部へ出力する第２の受信電力測定部を備える第２の通信部と、
を有し、
前記第１の指向性制御部は、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力が最良となる方向に基づいて、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定する、無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記第１の指向性制御部は、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を前記第１の指向性制御信号を用いて変化させて前記第１の通信部から入力される前記受信品質が最良となる方向を探索することにより、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第１の方向探索部を備え、
前記第２の指向性制御部は、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を前記第２の指向性制御信号を用いて変化させて前記第２の通信部から入力される前記受信電力が最良となる方向を探索することにより、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第２の方向探索部を備え、
前記第２の指向性制御部は、前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信している場合に前記第２の方向探索部を実行し、前記実行により得られた方向を前記第１の指向性制御部へ通知し、
前記第１の指向性制御部は、前記第２の指向性制御部から通知された方向に基づいて、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定し、前記決定した方向に基づいて前記第１の指向性制御信号を前記第１の指向性可変アンテナへ出力する、無線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信装置において、
前記第１の指向性制御部は、前記第１の通信部から入力される前記受信品質を前記第２の指向性制御部へ通知し、
前記第２の指向性制御部は、前記第２の方向探索部により、前記第１の指向性制御部から通知された前記受信品質と前記受信電力との相関値を所定の計算手順に基づいて計算し、前記相関値が所定の閾値以上となる方向の中で前記受信電力が最良となる方向を探索することにより、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索し、
前記第２の指向性制御部は、前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信している場合に前記第２の方向探索部を実行し、前記実行により得られた方向を前記第１の指向性制御部へ通知し、
前記第１の指向性制御部は、前記第２の指向性制御部から通知された方向に基づいて、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定し、前記決定した方向に基づいて前記第１の指向性制御信号を前記第１の指向性可変アンテナへ出力する、無線通信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信装置において、
前記第２の無線機は、前記所定の高周波信号を送受信する機能を備え、
前記第２の指向性可変アンテナは、前記第２の無線機が前記所定の高周波信号を送受信する際に用いられ、
前記第１の通信部は、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力を測定して前記第１の指向性制御部へ出力する第１の受信電力測定部を更に備え、
前記第２の通信部は、所定のデータを変調してさらに所定の振幅および周波数の高周波信号に変換して前記第２の指向性可変アンテナへ出力する第２の変調部、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調する第２の復調部、および、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信品質を測定して前記第２の指向性制御部へ出力する第２の受信品質測定部を更に備え、
前記第２の指向性制御部は、前記第２の通信部から入力される前記受信品質を前記第１の指向性制御部へ通知し、
前記第１の指向性制御部は、前記第１の方向探索部により、前記第２の指向性制御部から通知された前記受信品質と前記受信電力との相関値を所定の計算手順に基づいて計算し、前記相関値が所定の閾値以上となる方向の中で前記受信電力が最良となる方向を探索することにより、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索し、
前記第１の指向性制御部は、前記第２の無線機が前記所定の高周波信号を送受信している場合に前記第１の方向探索部を実行し、前記実行により得られた方向を前記第２の指向性制御部へ通知し、
前記第２の指向性制御部は、前記第１の指向性制御部から通知された方向に基づいて、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定し、前記決定した方向に基づいて前記第２の指向性制御信号を前記第２の指向性可変アンテナへ出力する、無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信装置において、
前記第１の指向性制御部は、前記第１の方向探索部によって前記相関値が所定の閾値以上となる方向の中で前記受信電力が最良となる方向を探索する場合に、所定の方向を探索範囲から除外し、
前記第２の指向性制御部は、前記第２の方向探索部によって前記相関値が所定の閾値以上となる方向の中で前記受信電力が最良となる方向を探索する場合に、所定の方向を探索範囲から除外する、無線通信装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の無線通信装置において、
前記受信品質は、前記高周波信号の受信電力、あるいは、前記高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調することで得られる信号対雑音電力比またはパケットエラー率である、無線通信装置。
【請求項７】
所定の高周波信号を送受信する機能を備えた第１の無線機と、
前記所定の高周波信号を受信する機能を備えた第２の無線機と、
前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信する際に用いられ、指向性を任意の方向に変化可能な第１の指向性可変アンテナと、
前記第２の無線機が前記所定の高周波信号を受信する際に用いられ、前記第１の指向性可変アンテナと同一の特性を有する第２の指向性可変アンテナと、
を有する無線通信装置の制御方法であって、
前記第１の無線機が有する第１の通信部により、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信品質を測定して前記第１の無線機が有する第１の指向性制御部へ出力する第１の受信品質測定ステップと、
前記第２の無線機が有する第２の通信部により、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力を測定して前記第２の無線機が有する第２の指向性制御部へ出力する第２の受信電力測定ステップと、
前記第１の指向性制御部により、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を第１の指向性制御信号を用いて変化させて前記第１の通信部から入力される前記受信品質が最良となる方向を探索することにより、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第１の方向探索ステップと、
前記第２の指向性制御部により、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を第２の指向性制御信号を用いて変化させて前記第２の通信部から入力される前記受信電力が最良となる方向を探索することにより、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第２の方向探索ステップと、
前記第２の指向性制御部により、前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信している場合に前記第２の方向探索ステップを実行し、前記実行により得られた方向を前記第１の指向性制御部へ通知する第２の方向通知ステップと、
前記第１の指向性制御部により、前記第２の指向性制御部から通知された方向に基づいて、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定し、前記決定した方向に基づいて前記第１の指向性制御信号を前記第１の指向性可変アンテナへ出力する第１の方向決定ステップと、
を有する、無線通信装置の制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の無線通信装置の制御方法において、
前記第１の指向性制御部により、前記第１の通信部から入力される前記受信品質を前記第２の指向性制御部へ通知する第１の受信品質通知ステップと、
前記第２の指向性制御部により、前記第１の指向性制御部から通知された前記受信品質と前記受信電力との相関値を所定の計算手順に基づいて計算する第２の相関値計算ステップと、
前記第２の指向性制御部により、前記相関値が所定の閾値以上となる方向の中で前記受信電力が最良となる方向を探索することにより、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第２の相関方向探索ステップと、
前記第２の指向性制御部により、前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信している場合に前記第２の相関方向探索ステップを実行し、前記実行により得られた方向を前記第１の指向性制御部へ通知する第２の相関方向通知ステップと、
前記第１の指向性制御部により、前記第２の指向性制御部から通知された方向に基づいて、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定し、前記決定した方向に基づいて前記第１の指向性制御信号を前記第１の指向性可変アンテナへ出力する前記第１の方向決定ステップと、
を更に有する、無線通信装置の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信装置の制御方法において、
前記第２の無線機は、前記所定の高周波信号を送受信する機能を備え、
前記第２の指向性可変アンテナは、前記第２の無線機が前記所定の高周波信号を送受信する際に用いられ、
前記第１の通信部により、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力を測定して、前記第１の指向性制御部へ出力する第１の受信電力測定ステップと、
前記第２の通信部により、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信品質を測定して、前記第２の指向性制御部へ出力する第２の受信品質測定ステップと、
前記第２の指向性制御部により、前記第２の通信部から入力される前記受信品質を前記第１の指向性制御部へ通知する第２の受信品質通知ステップと、
前記第１の指向性制御部により、前記第２の指向性制御部から通知された前記受信品質と前記受信電力との相関値を所定の計算手順に基づいて計算する第１の相関値計算ステップと、
前記第１の指向性制御部により、前記相関値が所定の閾値以上となる方向の中で前記受信電力が最良となる方向を探索することにより、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第１の相関方向探索ステップと、
前記第１の指向性制御部により、前記第２の無線機が前記所定の高周波信号を送受信している場合に前記第１の相関方向探索ステップを実行し、前記実行により得られた方向を前記第２の指向性制御部へ通知する第１の相関方向通知ステップと、
前記第２の指向性制御部により、前記第１の指向性制御部から通知された方向に基づいて、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定し、前記決定した方向に基づいて前記第２の指向性制御信号を前記第２の指向性可変アンテナへ出力する第２の方向決定ステップと、
を更に有する、無線通信装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信装置の制御方法において、
前記第１の相関方向探索ステップでは、前記相関値が所定の閾値以上となる方向の中で前記受信電力が最良となる方向を探索する場合に、所定の方向を探索範囲から除外し、
前記第２の相関方向探索ステップでは、前記相関値が所定の閾値以上となる方向の中で前記受信電力が最良となる方向を探索する場合に、所定の方向を探索範囲から除外する、無線通信装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の無線通信装置の制御方法において、
前記受信品質は、前記高周波信号の受信電力、あるいは、前記高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調することで得られる信号対雑音電力比またはパケットエラー率である、無線通信装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛生放送やレーダーに用いられるパラボラアンテナのように、特定の方向に対して高い利得を有するアンテナは指向性アンテナと呼ばれている。このような指向性アンテナの中でも、指向性を任意に変化させることが可能な指向性可変アンテナを用いて、通信に用いる電波（以下、希望波と呼ぶ）の到来方向にアンテナ指向性を向ける指向性制御を行うことで通信品質を向上する技術を、指向性ダイバシチと呼ぶ。このような指向性ダイバシチにおいては、希望波の到来方向を正確に把握するための到来方向探索が重要である。
【０００３】
例えば、特許文献１では、アダプティブアレーアンテナを搭載した携帯無線端末における指向性ダイバシチの技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では、指向性一定の送受信アンテナと、希望波の到来方向を探知するためのアレーアンテナとを備えた携帯無線端末における指向性ダイバシチ技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−９８０４９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０９５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述した特許文献１に記載の携帯無線端末によれば、携帯無線端末に対する希望波の到来方向の状況に応じてアンテナの指向性を変えることができるので、常に最適なアンテナ指向性を実現して高品質な通信をすることができる。しかしながら、このようなアダプティブアレーアンテナを搭載した場合、複数のアンテナと、これらのアンテナ全てに送受信系統を必要とし、かつ各アンテナで送受信される信号に対する重み係数の演算処理を行わなければならないため、通信品質の改善と引き換えに、回路構成の複雑化及び高コスト化という問題が生じる。
【０００７】
また、前述した特許文献２に記載の携帯無線端末によれば、送受信アンテナにより受信された信号レベルが所定レベル以下の場合にのみ、アレーアンテナを用いた希望波の到来方向推定動作を実行し、推定結果を表示部に表示することができる。しかしながら、送受信アンテナは指向性一定であるため、通信品質の改善効果が得られないという問題が生じる。
【０００８】
そこで本発明は、前記のような問題を解決するためになされたものであり、その代表的な目的は、指向性ダイバシチ技術により無線通信装置の通信品質を向上するとともに、小型で安価な無線通信装置およびその制御方法を提供することである。
【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１１】
（１）代表的な無線通信装置は、所定の高周波信号を送受信する機能を備えた第１の無線機と、前記所定の高周波信号を受信する機能を備えた第２の無線機と、前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信する際に用いられ、指向性を任意の方向に変化可能な第１の指向性可変アンテナと、前記第２の無線機が前記所定の高周波信号を受信する際に用いられ、前記第１の指向性可変アンテナと同一の特性を有する第２の指向性可変アンテナと、を有する。
【００１２】
さらに、前記第１の無線機は、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を所定の方向に向けるための第１の指向性制御信号を前記第１の指向性可変アンテナへ出力する機能を備える第１の指向性制御部と、所定のデータを変調してさらに所定の振幅および周波数の高周波信号に変換して前記第１の指向性可変アンテナへ出力する第１の変調部、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調する第１の復調部、および、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信品質を測定して前記第１の指向性制御部へ出力する第１の受信品質測定部を備える第１の通信部と、を有する。
【００１３】
さらに、前記第２の無線機は、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を所定の方向に向けるための第２の指向性制御信号を前記第２の指向性可変アンテナへ出力する機能を備える第２の指向性制御部と、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力を測定して前記第２の指向性制御部へ出力する第２の受信電力測定部を備える第２の通信部と、を有する。
【００１４】
そして、前記第１の指向性制御部は、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力が最良となる方向に基づいて、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定する。
【００１５】
（２）代表的な無線通信装置の制御方法は、前記第１の無線機が有する第１の通信部により、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信品質を測定して前記第１の無線機が有する第１の指向性制御部へ出力する第１の受信品質測定ステップと、前記第２の無線機が有する第２の通信部により、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力を測定して前記第２の無線機が有する第２の指向性制御部へ出力する第２の受信電力測定ステップと、を有する。
【００１６】
さらに、前記第１の指向性制御部により、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を第１の指向性制御信号を用いて変化させて前記第１の通信部から入力される前記受信品質が最良となる方向を探索することにより、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第１の方向探索ステップを有する。
【００１７】
さらに、前記第２の指向性制御部により、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を第２の指向性制御信号を用いて変化させて前記第２の通信部から入力される前記受信電力が最良となる方向を探索することにより、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第２の方向探索ステップと、前記第２の指向性制御部により、前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信している場合に前記第２の方向探索ステップを実行し、前記実行により得られた方向を前記第１の指向性制御部へ通知する第２の方向通知ステップと、を有する。
【００１８】
そして、前記第１の指向性制御部により、前記第２の指向性制御部から通知された方向に基づいて、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定し、前記決定した方向に基づいて前記第１の指向性制御信号を前記第１の指向性可変アンテナへ出力する第１の方向決定ステップを有する。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２０】
すなわち、代表的な効果は、指向性ダイバシチ技術により無線通信装置の通信品質を向上するとともに、小型で安価な無線通信装置およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における無線通信装置の動作（第１の無線機における第１の方向探索方法）の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１における無線通信装置の動作（第２の無線機における第２の方向探索方法）の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における無線通信装置の動作（第１の無線機と第２の無線機との協調動作による方向決定方法）の一例を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１における指向性可変アンテナの構成の一例を示すブロック図と指向性パターンの一例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２における無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２における無線通信装置の動作（相関比較を実行する第１の無線機と第２の無線機との協調動作による方向決定方法）の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態３における無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の実施の形態４における指向性可変アンテナの位置と方向の関係の一例を示す説明図と指向性制御部が参照するテーブルの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００２３】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２４】
［実施の形態の概要］
まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に各実施の形態の対応する構成要素および符号などを付して説明する。
【００２５】
（１）本実施の形態の代表的な無線通信装置は、所定の高周波信号を送受信する機能を備えた第１の無線機（無線機１０１ａ）と、前記所定の高周波信号を受信する機能を備えた第２の無線機（無線機１０１ｂ）と、前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信する際に用いられ、指向性を任意の方向に変化可能な第１の指向性可変アンテナ（指向性可変アンテナ１０２ａ）と、前記第２の無線機が前記所定の高周波信号を受信する際に用いられ、前記第１の指向性可変アンテナと同一の特性を有する第２の指向性可変アンテナ（指向性可変アンテナ１０２ｂ）と、を有する。
【００２６】
さらに、前記第１の無線機は、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を所定の方向に向けるための第１の指向性制御信号を前記第１の指向性可変アンテナへ出力する機能を備える第１の指向性制御部（指向性制御部１０３ａ，６０１ａ，８０１ａ）と、所定のデータを変調してさらに所定の振幅および周波数の高周波信号に変換して前記第１の指向性可変アンテナへ出力する第１の変調部（変調部４１ａ）、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調する第１の復調部（復調部４２ａ）、および、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信品質を測定して前記第１の指向性制御部へ出力する第１の受信品質測定部（受信品質測定部４３ａ）を備える第１の通信部（通信部１０４ａ，８０２ａ）と、を有する。
【００２７】
さらに、前記第２の無線機は、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を所定の方向に向けるための第２の指向性制御信号を前記第２の指向性可変アンテナへ出力する機能を備える第２の指向性制御部（指向性制御部１０３ｂ，６０１ｂ，８０１ｂ）と、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力を測定して前記第２の指向性制御部へ出力する第２の受信電力測定部（受信電力測定部４４ｂ）を備える第２の通信部（通信部１０４ｂ，８０２ｂ）と、を有する。
【００２８】
そして、前記第１の指向性制御部は、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力が最良となる方向に基づいて、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定する。
【００２９】
（２）本実施の形態の代表的な無線通信装置の制御方法は、前記第１の無線機が有する第１の通信部により、前記第１の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信品質を測定して前記第１の無線機が有する第１の指向性制御部へ出力する第１の受信品質測定ステップ（Ｓ２０３）と、前記第２の無線機が有する第２の通信部により、前記第２の指向性可変アンテナから入力された高周波信号の受信電力を測定して前記第２の無線機が有する第２の指向性制御部へ出力する第２の受信電力測定ステップ（Ｓ３０３）と、を有する。
【００３０】
さらに、前記第１の指向性制御部により、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を第１の指向性制御信号を用いて変化させて前記第１の通信部から入力される前記受信品質が最良となる方向を探索することにより、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第１の方向探索ステップ（Ｓ２０６）を有する。
【００３１】
さらに、前記第２の指向性制御部により、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を第２の指向性制御信号を用いて変化させて前記第２の通信部から入力される前記受信電力が最良となる方向を探索することにより、前記第２の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を探索する第２の方向探索ステップ（Ｓ３０６）と、前記第２の指向性制御部により、前記第１の無線機が前記所定の高周波信号を送受信している場合に前記第２の方向探索ステップを実行し、前記実行により得られた方向を前記第１の指向性制御部へ通知する第２の方向通知ステップ（Ｓ３０６）と、を有する。
【００３２】
そして、前記第１の指向性制御部により、前記第２の指向性制御部から通知された方向に基づいて、前記第１の指向性可変アンテナの指向性を向けるべき方向を決定し、前記決定した方向に基づいて前記第１の指向性制御信号を前記第１の指向性可変アンテナへ出力する第１の方向決定ステップ（Ｓ４０１）を有する。
【００３３】
以下、上述した実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３４】
［実施の形態１］
本実施の形態１における無線通信装置およびその制御方法について、図１〜図５を用いて説明する。
【００３５】
＜無線通信装置の構成＞
図１は、本実施の形態における無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００３６】
図１に示すように、本実施の形態における無線通信装置１００は、無線機１０１ａと、無線機１０１ｂと、指向性可変アンテナ１０２ａと、指向性可変アンテナ１０２ｂと、図示しない制御部と、を備える。無線機１０１ａは、所定の高周波信号を送受信する機能を備えている。無線機１０１ｂは、所定の高周波信号を受信する機能を備えている。指向性可変アンテナ１０２ａは、無線機１０１ａが所定の高周波信号を送受信する際に用いられ、指向性を任意の方向に変化可能な指向性可変アンテナである。指向性可変アンテナ１０２ｂは、無線機１０１ｂが所定の高周波信号を受信する際に用いられ、指向性可変アンテナ１０２ａと同一の特性を有する指向性可変アンテナである。図示しない制御部は、無線機１０１ａおよび無線機１０１ｂが送受信するデータを管理する機能を備えている。
【００３７】
無線機１０１ａは、指向性制御部１０３ａと、通信部１０４ａと、を備える。指向性制御部１０３ａは、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を所定の方向に向けるための指向性制御信号１０５ａを指向性可変アンテナ１０２ａへ出力する機能を有する方向探索部３１ａを備えている。通信部１０４ａは、図示しない制御部が管理する所定のデータを変調してさらに所定の振幅および周波数の高周波信号に変換して指向性可変アンテナ１０２ａへ出力する機能を有する変調部４１ａと、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調する機能を有する復調部４２ａと、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号の受信品質を測定して指向性制御部１０３ａへ出力する機能を有する受信品質測定部４３ａと、を備えている。
【００３８】
無線機１０１ｂは、指向性制御部１０３ｂと、通信部１０４ｂと、を備える。指向性制御部１０３ｂは、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を所定の方向に向けるための指向性制御信号１０５ｂを指向性可変アンテナ１０２ｂへ出力する機能と、最良方向を指向性制御部１０３ａへ通知する機能と、を有する方向探索部３１ｂを備えている。通信部１０４ｂは、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の受信電力を測定して指向性制御部１０３ｂへ出力する機能を有する受信電力測定部４４ｂを備えている。
【００３９】
無線機１０１ａは、無線機１０１ｂとは異なる図示しない無線機と高周波信号を送受信することができる。無線機１０１ｂは、無線機１０１ａとは異なる図示しない無線機からの高周波信号を受信することができる。また、無線機１０１ａと無線機１０１ｂとは、それぞれ独立に送信動作または受信動作をすることができる。
【００４０】
本実施の形態における無線通信装置１００は、これに限定されるものではないが、例えば、プラント計装制御向けの無線通信システムなどに適用される。この場合に、通信遅延時間を短縮するために、前述したように、１つの無線通信装置１００は、無線機１０１ａと無線機１０１ｂとの２つの無線機を備える。例えば、無線機１０１ａは、上位局となる中央制御室などの無線機と通信される。また、無線機１０１ｂは、下位局となる温度、湿度、圧力などの各種センサやバルブなどの無線機と通信される。このように、無線機１０１ａと無線機１０１ｂとは、それぞれ通信相手は固定であり、それぞれ独立に非同期で動作することができる。
【００４１】
＜第１の無線機における第１の方向探索方法＞
次に、図２を用いて、無線機１０１ａにおいて、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を探索する方法について説明する。図２は、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を探索する場合の、指向性可変アンテナ１０２ａおよび指向性制御部１０３ａおよび通信部１０４ａの動作の手順を示したフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ２０１において、指向性制御部１０３ａは、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向ける方向を決定する。具体的には、所定のテーブルを参照する方法などを採用すると良い。この所定のテーブルは、例えば指向性制御部１０３ａの内部に設けられる。そして、その方向を指向性可変アンテナ１０２ａへ指示するための指向性制御信号１０５ａを出力する。
【００４３】
次に、ステップＳ２０２において、指向性可変アンテナ１０２ａは、指向性制御部１０３ａが出力した指向性制御信号１０５ａに基づいて、自身の指向性を変化させて、所定の高周波信号を受信して、通信部１０４ａへ、この高周波信号を出力する。
【００４４】
次に、ステップＳ２０３において、通信部１０４ａは、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号の品質を測定し、この受信品質を指向性制御部１０３ａへ出力する。このとき、この受信品質は、高周波信号の受信電力でも良いし、あるいは、高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調することで得られるＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：信号対雑音電力比）やＰＥＲ（Packet Error Ratio：パケットエラー率）でも良い。
【００４５】
次に、ステップＳ２０４において、指向性制御部１０３ａは、通信部１０４ａが出力した受信品質の値と、ステップＳ２０１で決定した方向とを対応付けて記録しておく。
【００４６】
次に、ステップＳ２０５において、指向性制御部１０３ａは、ステップＳ２０１で述べた所定のテーブルに記載されている全ての方向に対して、ステップＳ２０４で記録する受信品質の情報が揃ったか否かを判定する。この判定の結果、全ての方向の受信品質情報が揃っていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ２０１に戻って、受信品質情報が未だ記録されていない方向を再度決定する。以上の繰り返し処理によって、最終的に所定のテーブルに記載されている全ての方向に対して、受信品質の情報が揃うことになる。一方、この判定の結果、全ての方向の受信品質情報が揃った場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０６へ進む。
【００４７】
次に、ステップＳ２０６において、指向性制御部１０３ａは、記録しておいた全ての方向の受信品質情報を比較して、最も品質が良い方向を選択し、この最良の方向を指向性可変アンテナ１０２ａへ指示するための指向性制御信号１０５ａを出力する。
【００４８】
最後に、ステップＳ２０７において、指向性可変アンテナ１０２ａは、指向性制御部１０３ａが出力した指向性制御信号１０５ａに基づいて、自身の指向性を変化させる。
【００４９】
以上の処理により、最終的には、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性は、受信品質が最も良い方向に固定されることになる。
【００５０】
＜第２の無線機における第２の方向探索方法＞
次に、図３を用いて、無線機１０１ｂにおいて、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向けるべき方向を探索する方法について説明する。図３は、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向けるべき方向を探索する場合の、指向性可変アンテナ１０２ｂおよび指向性制御部１０３ｂおよび通信部１０４ｂの動作の手順を示したフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ３０１において、指向性制御部１０３ｂは、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向ける方向を決定する。具体的には、所定のテーブルを参照する方法などを採用すると良い。この所定のテーブルは、例えば指向性制御部１０３ｂの内部に設けられる。そして、その方向を指向性可変アンテナ１０２ｂへ指示するための指向性制御信号１０５ｂを出力する。
【００５２】
次に、ステップＳ３０２において、指向性可変アンテナ１０２ｂは、指向性制御部１０３ｂが出力した指向性制御信号１０５ｂに基づいて、自身の指向性を変化させて、所定の高周波信号を受信して、通信部１０４ｂへ、この高周波信号を出力する。
【００５３】
次に、ステップＳ３０３において、通信部１０４ｂは、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の電力を測定し、この受信電力を指向性制御部１０３ｂへ出力する。
【００５４】
次に、ステップＳ３０４において、指向性制御部１０３ｂは、通信部１０４ｂが出力した受信電力の値と、ステップＳ３０１で決定した方向とを対応付けて記録しておく。
【００５５】
次に、ステップＳ３０５において、指向性制御部１０３ｂは、ステップＳ３０１で述べた所定のテーブルに記載されている全ての方向に対して、ステップＳ３０４で記録する受信電力の情報が揃ったか否かを判定する。この判定の結果、全ての方向の受信電力情報が揃っていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ３０１に戻って、受信電力情報が未だ記録されていない方向を再度決定する。以上の繰り返し処理によって、最終的に所定のテーブルに記載されている全ての方向に対して、受信電力の情報が揃うことになる。一方、この判定の結果、全ての方向の受信電力情報が揃った場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ３０６へ進む。
【００５６】
次に、ステップＳ３０６において、指向性制御部１０３ｂは、記録しておいた全ての方向の受信電力情報を比較して、最も受信電力が良い方向を選択し、この最良の方向を指向性可変アンテナ１０２ｂへ指示するための指向性制御信号１０５ｂを出力する。
【００５７】
最後に、ステップＳ３０７において、指向性可変アンテナ１０２ｂは、指向性制御部１０３ｂが出力した指向性制御信号１０５ｂに基づいて、自身の指向性を変化させる。
【００５８】
以上の処理により、最終的には、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性は、受信電力が最も良い方向に固定されることになる。
【００５９】
＜第１の無線機と第２の無線機との協調動作による方向決定方法＞
次に、図４を用いて、指向性制御部１０３ａと指向性制御部１０３ｂとの協調動作による、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向ける方向を決定する場合の動作について説明する。図４は、無線機１０１ａが図２に示した処理を実行することなく指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を決定する場合の、図３のステップＳ３０６以降の処理の追加動作の手順を示したフローチャートである。
【００６０】
ステップＳ３０６において、指向性制御部１０３ｂは、記録しておいた全ての方向の受信電力情報を比較して、最も受信電力が良い方向を選択すると述べた。このとき、さらに、この最良方向の情報を指向性制御部１０３ａに対して通知する。
【００６１】
次に、ステップＳ４０１において、指向性制御部１０３ａは、指向性制御部１０３ｂから通知された最良方向を、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向ける方向として決定する。そして、その方向を指向性可変アンテナ１０２ａへ指示するための指向性制御信号１０５ａを出力する。
【００６２】
次に、ステップＳ４０２において、指向性可変アンテナ１０２ａは、ステップＳ４０１で指向性制御部１０３ａが出力した指向性制御信号１０５ａに基づいて、自身の指向性を変化させる。
【００６３】
以上の処理により、無線機１０１ａが図２に示した処理を実行せずに、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を最適な方向へ向けることができる。
【００６４】
＜指向性可変アンテナの構成と指向性パターン＞
次に、図５を用いて、指向性制御信号１０５ａによって制御される、指向性可変アンテナ１０２ａの構成と指向性パターンについて説明する。図５（ａ）は、指向性を任意の方向に変化可能なＥＳＰＡＲアンテナ（Electronically Steerable Passive Array Radiationアンテナ：電子走査式導波器アレーアンテナ）の構成の一例のブロック図であり、図５（ｂ）はＥＳＰＡＲアンテナを上から見た構成であり、また、指向性パターンの一例を示した説明図である。
【００６５】
指向性可変アンテナ１０２ａは、１つの放射素子と、２つ以上の無給電素子から構成される。図５（ａ）の例では、１つの放射素子５０１と、４つの無給電素子５０２−１〜５０２−４の構成を示している。
【００６６】
放射素子５０１は、通信部１０４ａに接続されており、通信部１０４ａから出力された高周波信号を送信する、あるいは、所定の高周波信号を受信して通信部１０４ａへ出力することができる。
【００６７】
無給電素子５０２−１は可変リアクタンス素子５０３−１に、無給電素子５０２−２は可変リアクタンス素子５０３−２に、無給電素子５０２−３は可変リアクタンス素子５０３−３に、無給電素子５０２−４は可変リアクタンス素子５０３−４に、それぞれ接続されており、可変リアクタンス素子５０３−１〜５０３−４のリアクタンス値は、指向性制御信号１０５ａによって独立に変化させることが可能である。可変リアクタンス素子としては、具体的には可変容量素子を用いることもできる。
【００６８】
また、放射素子５０１と、無給電素子５０２−１〜５０２−４の位置関係については、図５（ｂ）に示すとおり、放射素子５０１を中心とした円周上に、無給電素子５０２−１〜５０２−４が等間隔に配置されてある。
【００６９】
以上に説明した構成において、指向性を変化させる仕組みについて説明する。
【００７０】
例えば、可変リアクタンス素子５０３−１のリアクタンス値が所定の値以下になった場合、無給電素子５０２−１は導波器として動作する。一方、可変リアクタンス素子５０３−１のリアクタンス値が、所定の値以上になった場合、無給電素子５０２−１は反射器として動作する。以上に述べた無給電素子の動作と可変リアクタンス素子のリアクタンス値の関係は、無給電素子５０２−１〜５０２−４の全てにおいて成立する。
【００７１】
そこで、例えば、指向性制御信号１０５ａを用いて、可変リアクタンス素子５０３−１のリアクタンス値が所定の値以上となるように、また同時に、可変リアクタンス素子５０３−２〜５０３−４のリアクタンス値が所定の値以下となるように制御すると、無給電素子５０２−１は導波器として動作し、同時に、無給電素子５０２−２〜５０２−４は反射器として動作する。このとき、図５（ｂ）に示すとおり、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性は放射素子５０１から無給電素子５０２−１の方向へ向かい、無給電素子５０２−２〜５０２−４の方向へは向かない。
【００７２】
以上に説明したとおり、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を、指向性制御信号１０５ａによって、少なくとも無給電素子の配置されてある４方向へ任意に制御することが可能となる。無給電素子の数を増加させることにより、さらに多様な方向への指向性制御が可能となる。
【００７３】
なお、指向性可変アンテナ１０２ｂは、以上に説明した指向性可変アンテナ１０２ａと基本的な構成を同一とすることで、同一の特性を有する。
【００７４】
＜実施の形態１の効果＞
以上説明した本実施の形態における無線通信装置およびその制御方法によれば、高周波信号を送受信する機能を持つ無線機１０１ａと、高周波信号を受信する機能を持つ無線機１０１ｂとを備えた無線通信装置において、希望波の到来方向にアンテナ指向性を向ける指向性ダイバシチにより無線通信装置の通信品質を向上することが可能であり、また、アダプティブアレーアンテナを用いないために回路構成も単純で低コストである。これにより、指向性ダイバシチにより無線通信装置の通信品質を向上するとともに、小型で安価な無線通信装置およその制御方法を提供することができる。
【００７５】
より詳細には、無線機１０１ａは、方向探索部３１ａを備えた指向性制御部１０３ａと、変調部４１ａ、復調部４２ａおよび受信品質測定部４３ａを備えた通信部１０４ａとを有し、また、無線機１０１ｂは、方向探索部３１ｂを備えた指向性制御部１０３ｂと、受信電力測定部４４ｂを備えた通信部１０４ｂとを有することにより、以下のような効果を得ることができる。
【００７６】
（１１）指向性制御部１０３ｂは、無線機１０１ａが所定の高周波信号を送受信している場合に受信電力が最良となる方向の探索を実行し、この実行により得られた方向を指向性制御部１０３ａへ通知することで、指向性制御部１０３ａは、指向性制御部１０３ｂから通知された方向に基づいて、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を決定し、この決定した方向に基づいて指向性制御信号１０５ａを指向性可変アンテナ１０２ａへ出力することができる。
【００７７】
すなわち、無線機１０１ａの指向性制御部１０３ａと無線機１０１ｂの指向性制御部１０３ｂとの協調動作により、指向性制御部１０３ａは、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の受信電力が最良となる方向に基づいて、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を決定することで、無線機１０１ａが、方向探索方法の処理を実行せずに、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を最適な方向へ向けることができる。
【００７８】
（１２）通信部１０４ａは、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号の受信品質を測定して指向性制御部１０３ａへ出力することで、指向性制御部１０３ａは、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を指向性制御信号１０５ａを用いて変化させて通信部１０４ａから入力される受信品質が最良となる方向を探索することにより、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を探索することができる。
【００７９】
すなわち、無線機１０１ａにおいて、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を探索する方法の処理を実行することで、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性は、受信品質が最も良い方向に固定することができる。
【００８０】
（１３）通信部１０４ｂは、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の受信電力を測定して指向性制御部１０３ｂへ出力することで、指向性制御部１０３ｂは、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を指向性制御信号１０５ｂを用いて変化させて通信部１０４ｂから入力される受信電力が最良となる方向を探索することにより、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向けるべき方向を探索することができる。
【００８１】
すなわち、無線機１０１ｂにおいて、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向けるべき方向を探索する方法の処理を実行することで、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性は、受信電力が最も良い方向に固定することができる。
【００８２】
［実施の形態２］
本実施の形態２における無線通信装置およびその制御方法について、図６〜図７を用いて説明する。
【００８３】
＜無線通信装置の構成＞
本実施の形態２における無線通信装置の構成を図６に示す。図６は、図１に示した実施の形態とは別の実施の形態の一例を示したブロック図である。なお、図６において、図１に示した構成要素と対応する部分には同一の符号を付してある。以下、本実施の形態に示した無線通信装置１００の詳細な構成の一例について、前記実施の形態１と異なる点を主に図６を用いて説明する。
【００８４】
本実施の形態においては、無線機１０１ａは、前記実施の形態１と異なり、指向性制御部１０３ａではなく指向性制御部６０１ａを備え、また、無線機１０１ｂは、前記実施の形態１と異なり、指向性制御部１０３ｂではなく指向性制御部６０１ｂを備える。
【００８５】
指向性制御部６０１ａは、前記実施の形態１において説明した指向性制御部１０３ａの機能に加えて、前記実施の形態１で述べた受信品質情報を指向性制御部６０１ｂへ出力する機能をさらに備えている。すなわち、指向性制御部６０１ａは、通信部１０４ａから入力される受信品質を指向性制御部６０１ｂへ通知する機能などを有する相関方向探索部３２ａを備えている。
【００８６】
指向性制御部６０１ｂは、前記実施の形態１説明した指向性制御部１０３ｂの機能に加えて、指向性制御部６０１ａが出力した受信品質情報を受け取り、前記実施の形態１において説明した受信電力と受信品質との相関比較を実行する機能を備えている。すなわち、指向性制御部６０１ｂは、無線機１０１ａが所定の高周波信号を送受信している場合に、相関方向探索機能を実行し、この実行により得られた方向を指向性制御部６０１ａへ通知する機能などを有する相関方向探索部３２ｂを備えている。この相関方向探索部３２ｂにおける相関方向探索機能とは、指向性制御部６０１ａから通知された受信品質と受信電力との相関値を所定の計算手順に基づいて計算し、この相関値が所定の閾値以上となる方向の中で受信電力が最良となる方向を探索することにより、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向けるべき方向を探索する機能である。
【００８７】
＜相関比較を実行する第１の無線機と第２の無線機との協調動作による方向決定方法＞
次に、図７を用いて、相関比較を実行する機能を用いた指向性制御部６０１ａと指向性制御部６０１ｂとの協調動作による、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向ける方向を決定する場合の動作について説明する。図７は、相関比較を実行する機能を用いた協調動作の一例を示したフローチャートであり、図３および図４を用いて実施の形態１において説明した処理を代替することができる。
【００８８】
ステップＳ７０１において、指向性制御部６０１ｂは、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向ける方向を決定する。具体的には、所定のテーブルを参照する方法などを採用すると良い。そして、その方向を指向性可変アンテナ１０２ｂへ指示するための指向性制御信号１０５ｂを出力する。
【００８９】
次に、ステップＳ７０２において、指向性可変アンテナ１０２ｂは、指向性制御部６０１ｂが出力した指向性制御信号１０５ｂに基づいて、自身の指向性を変化させて、所定の高周波信号を受信して、通信部１０４ｂへ、この高周波信号を出力する。
【００９０】
次に、ステップＳ７０３において、通信部１０４ｂは、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の電力を所定の時間間隔で所定の回数測定し、この受信電力値系列を指向性制御部６０１ｂへ出力する。
【００９１】
また、このとき、ステップＳ７０４において、通信部１０４ａは、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号の品質を、ステップＳ７０３での受信電力測定と同一のタイミングで同一の回数測定し、この受信品質値系列を指向性制御部６０１ａへ出力する。このとき、この受信品質は、高周波信号の受信電力でも良いし、あるいは、高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調することで得られるＳＮＲやＰＥＲでも良い。
【００９２】
次に、ステップＳ７０５において、指向性制御部６０１ａは、通信部１０４ａが出力した受信品質値系列を指向性制御部６０１ｂへ通知する。
【００９３】
次に、ステップＳ７０６において、指向性制御部６０１ｂは、通信部１０４ｂが出力した受信電力値系列と、指向性制御部６０１ａが出力した受信品質値系列との相関を計算する。具体的には、受信電力値系列と受信品質値系列との２つの系列の値の変化量の平均値をとるなどの方法により、この変化の傾向がどの程度一致しているかを相関値として計算する。
【００９４】
次に、ステップＳ７０７において、指向性制御部６０１ｂは、通信部１０４ｂが出力した受信電力の値の平均値あるいは最大値と、ステップＳ７０６で計算した相関値と、ステップＳ７０１で決定した方向とを対応付けて記録しておく。
【００９５】
次に、ステップＳ７０８において、指向性制御部６０１ｂは、ステップＳ７０１で述べた所定のテーブルに記載されている全ての方向に対して、ステップＳ７０７で記録する受信電力と相関値の情報が揃ったか否かを判定する。この判定の結果、全ての方向の受信電力情報が揃っていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ７０１に戻って、受信電力情報が未だ記録されていない方向を再度決定する。以上の繰り返し処理によって、最終的に所定のテーブルに記載されている全ての方向に対して、受信電力と相関値の情報が揃うことになる。一方、この判定の結果、全ての方向の情報が揃った場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ７０９へ進む。
【００９６】
次に、ステップＳ７０９において、指向性制御部６０１ｂは、記録しておいた全ての方向の受信電力と相関値の情報を比較して、この相関値が所定の閾値以上の方向の中で最も受信電力が良い方向を選択し、この最良の方向を指向性制御部６０１ａへ出力する。
【００９７】
次に、ステップＳ７１０において、指向性制御部６０１ａは、指向性制御部６０１ｂから通知された最良方向を、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向ける方向として決定する。そして、その方向を指向性可変アンテナ１０２ａへ指示するための指向性制御信号１０５ａを出力する。
【００９８】
最後に、ステップＳ７１１において、指向性可変アンテナ１０２ａは、ステップＳ７１０で指向性制御部６０１ａが出力した指向性制御信号１０５ａに基づいて、自身の指向性を変化させる。
【００９９】
以上の処理により、相関比較を実行する機能を用いた指向性制御部６０１ａと指向性制御部６０１ｂとの協調動作により、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を最適な方向へ向けることができる。また、以上に説明した処理において、ステップＳ７０６で述べた相関値計算を行うため、指向性制御部６０１ｂが選択した最良方向は、最大受信電力である方向を単純に選択した場合のように大電力の干渉波の方向を選択する危険が無いので、無線機１０１ａにおける通信品質を確実に向上することができる。
【０１００】
＜実施の形態２の効果＞
以上説明した本実施の形態における無線通信装置およびその制御方法によれば、高周波信号を送受信する機能を持つ無線機１０１ａと、高周波信号を受信する機能を持つ無線機１０１ｂとを備えた無線通信装置において、前記実施の形態１と同様に、希望波の到来方向にアンテナ指向性を向ける指向性ダイバシチにより無線通信装置の通信品質を向上することが可能であり、また、アダプティブアレーアンテナを用いないために回路構成も単純で低コストである。これにより、指向性ダイバシチにより無線通信装置の通信品質を向上するとともに、小型で安価な無線通信装置およびその制御方法を提供することができる。
【０１０１】
より詳細には、無線機１０１ａは、相関方向探索部３２ａを備えた指向性制御部６０１ａと、変調部４１ａ、復調部４２ａおよび受信品質測定部４３ａを備えた通信部１０４ａとを有し、また、無線機１０１ｂは、相関方向探索部３２ｂを備えた指向性制御部６０１ｂと、受信電力測定部４４ｂを備えた通信部１０４ｂとを有することにより、以下のような効果を得ることができる。
【０１０２】
（２１）指向性制御部６０１ａは、通信部１０４ａから入力される受信品質を指向性制御部６０１ｂへ通知することで、指向性制御部６０１ｂは、指向性制御部６０１ａから通知された受信品質と受信電力との相関値を所定の計算手順に基づいて計算し、この相関値が所定の閾値以上となる方向の中で受信電力が最良となる方向を探索することにより、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向けるべき方向を探索する。そして、指向性制御部６０１ｂは、無線機１０１ａが所定の高周波信号を送受信している場合に相関方向探索機能を実行し、この実行により得られた方向を指向性制御部６０１ａへ通知することで、指向性制御部６０１ａは、指向性制御部６０１ｂから通知された方向に基づいて、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を決定し、この決定した方向に基づいて指向性制御信号１０５ａを指向性可変アンテナ１０２ａへ出力することができる。
【０１０３】
すなわち、本実施の形態によれば、前記実施の形態１と比較して、相関比較を実行する無線機１０１ａの指向性制御部６０１ａと無線機１０１ｂの指向性制御部６０１ｂとの協調動作により、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を最適な方向へ向けることができる。この場合に、最良方向として大電力の干渉波の方向を選択する危険が無いので、無線機１０１ａにおける通信品質を確実に向上することができる。
【０１０４】
［実施の形態３］
本実施の形態３における無線通信装置およびその制御方法について、図８〜図９を用いて説明する。
【０１０５】
＜無線通信装置の構成＞
本実施の形態３における無線通信装置の構成を図８に示す。図８は、図１および図６に示した実施の形態とは別の実施の形態の一例を示したブロック図である。なお、図８において、図１および図６に示した構成要素と対応する部分には同一の符号を付してある。以下、本実施の形態に示した無線通信装置１００の詳細な構成の一例について、前記実施の形態１および前記実施の形態２と異なる点を主に図８を用いて説明する。
【０１０６】
本実施の形態においては、無線機１０１ａは、前記実施の形態１および前記実施の形態２と異なり、指向性制御部１０３ａではなく指向性制御部８０１ａを備え、また、通信部１０４ａではなく通信部８０２ａを備える。
【０１０７】
また、無線機１０１ｂは、前記実施の形態１および前記実施の形態２と異なり、指向性制御部１０３ｂではなく指向性制御部８０１ｂを備え、また、通信部１０４ｂではなく通信部８０２ｂを備える。
【０１０８】
通信部８０２ａは、前記実施の形態１および前記実施の形態２において説明した通信部１０４ａの機能に加えて、前記実施の形態１および前記実施の形態２で述べた通信部１０４ｂの機能と同等の機能を備えている。すなわち、通信部８０２ａは、前記図示しない制御部が管理する所定のデータを変調してさらに所定の振幅および周波数の高周波信号に変換して指向性可変アンテナ１０２ａへ出力する機能を有する変調部４１ａと、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調する機能を有する復調部４２ａと、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号の受信品質を測定して指向性制御部８０１ａへ出力する機能を有する受信品質測定部４３ａと、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号の受信電力を測定して指向性制御部１０３ａへ出力する機能を有する受信電力測定部４４ａと、を備えている。
【０１０９】
指向性制御部８０１ａは、前記実施の形態２において説明した指向性制御部６０１ａの機能に加えて、前記実施の形態２で述べた指向性制御部６０１ｂの機能と同等の機能を備えている。すなわち、前記実施の形態１で説明した指向性制御部１０３ａの機能と、前記実施の形態２で説明した指向性制御部６０１ｂの相関比較を実行して最良方向を決定する機能と、この最良方向を指向性制御部６０１ｂへ出力する機能と、を有する相関方向探索部３２ａを備えている。
【０１１０】
通信部８０２ｂは、前記実施の形態１および前記実施の形態２において説明した通信部１０４ｂの機能に加えて、前記実施の形態１および前記実施の形態２で述べた通信部１０４ａの機能と同等の機能を備えている。すなわち、通信部８０２ｂは、前記図示しない制御部が管理する所定のデータを変調してさらに所定の振幅および周波数の高周波信号に変換して指向性可変アンテナ１０２ｂへ出力する機能を有する変調部４１ｂと、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号を所定の振幅および周波数に変換して所望のデータを復調する機能を有する復調部４２ｂと、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の受信品質を測定して指向性制御部８０１ｂへ出力する機能を有する受信品質測定部４３ｂと、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の受信電力を測定して指向性制御部１０３ｂへ出力する機能を有する受信電力測定部４４ｂと、を備えている。
【０１１１】
指向性制御部８０１ｂは、前記実施の形態２において説明した指向性制御部６０１ｂの機能に加えて、前記実施の形態２で述べた指向性制御部６０１ａの機能と同等の機能を備えている。すなわち、前記実施の形態２で説明した指向性制御部６０１ｂの機能と、通信部８０２ｂが出力した受信品質情報を指向性制御部８０１ａへ出力する機能と、を有する相関方向探索部３２ｂを備えている。
【０１１２】
以上に説明したとおり、本実施の形態においては、無線機１０１ａおよび無線機１０１ｂは、全く同一の構成であり、全く同一の機能を備えている。そのため、前記実施の形態１および前記実施の形態２で説明した無線機１０１ａとその構成要素、および、無線機１０１ｂとその構成要素が実行可能である動作を、無線機１０１ａおよび無線機１０１ｂは共に全て実行可能であり、互いの動作を交換することができる。
【０１１３】
すなわち、指向性制御部８０１ａと指向性制御部８０１ｂの協調動作により、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき最適な方向を無線機１０１ｂが決定することが可能となり、また、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向けるべき最適な方向を無線機１０１ａが決定することが可能となる。これにより、無線機１０１ａは、無線機１０１ｂとは異なる図示しない無線機と高周波信号を送受信している最中であっても、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき最適な方向の選択を無線機１０１ｂに委ねることが可能となる。また、同様に、無線機１０１ｂは、無線機１０１ａとは異なる図示しない無線機と高周波信号を送受信している最中であっても、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向けるべき最適な方向の選択を無線機１０１ａに委ねること可能となる。そのため、無線機１０１ａおよび無線機１０１ｂは、アダプティブアレーアンテナを用いることなく、共に通信品質を一時的にでも劣化させることなく、指向性ダイバシチによる通信品質の向上が可能となる。
【０１１４】
＜指向性可変アンテナの位置と方向の関係、および参照テーブル＞
次に、本実施の形態の指向性制御部８０１ａおよび８０１ｂが実行する、前記実施の形態２で説明したステップＳ７０１の方向決定の詳細について、図９を用いて説明する。
【０１１５】
ステップＳ７０１においては、指向性制御部８０１ａあるいは８０１ｂは、所定のテーブルを参照することで指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向ける方向を決定すると述べた。図９（ａ）は、指向性可変アンテナ１０２ａおよび１０２ｂの位置と、方向の関係を上から見た図である。図９（ｂ）は指向性制御部８０１ａが参照する所定のテーブルの一例であり、図９（ｃ）は指向性制御部８０１ｂが参照する所定のテーブルの一例である。
【０１１６】
図９（ｂ）（ｃ）に示した所定のテーブルには、項目として方向と受信品質と相関値とを有し、方向に対する受信品質と相関値とが記録されている。さらに、受信電力なども記録する場合には、この受信電力などの項目も有する。図９（ｂ）（ｃ）に示した所定のテーブルは、例えば、指向性制御部８０１ａ，８０１ｂの内部に設けられている。
【０１１７】
図９（ａ）においては、指向性可変アンテナ１０２ａおよび１０２ｂそれぞれを中心として４つの方向を方向１〜方向４として定義する。
【０１１８】
図９（ｂ）に示すとおり、ステップＳ７０１において指向性制御部８０１ａが参照する所定テーブルには、方向１および方向２および方向４の３つの方向が登録されており、方向３は登録されていない。このため、ステップＳ７０１において、指向性制御部８０１ａが所定のテーブルを参照すると、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向ける方向として方向３を選択することがない。
【０１１９】
また、図９（ｃ）に示すとおり、ステップＳ７０１において指向性制御部８０１ｂが参照する所定のテーブルには、方向２〜方向４の３つの方向が登録されており、方向１は登録されていない。このため、ステップＳ７０１において、指向性制御部８０１ｂが所定のテーブルを参照すると、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向ける方向として方向３を選択することがない。
【０１２０】
これにより、前記実施の形態２で説明したステップＳ７０１〜ステップＳ７１１までの処理を、無線機１０１ａおよび無線機１０１ｂのそれぞれで実行した結果、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性は方向１を向くことがなく、また、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性は方向３を向くことがない。すなわち、指向性可変アンテナ１０２ａおよび指向性可変アンテナ１０２ｂは、互いの方向に指向性を向けることがない。
【０１２１】
本実施の形態においては、無線機１０１ａおよび無線機１０１ｂはともに、前記図示しない無線機と高周波信号を独立に送受信することができるので、互いが互いの干渉信号源となりうるが、指向性を互いに向けることがなければ、この干渉の影響を低減し、指向性ダイバシチによる通信品質を向上することが可能となる。
【０１２２】
＜実施の形態３の効果＞
以上説明した本実施の形態における無線通信装置およびその制御方法によれば、高周波信号を送受信する機能を持つ無線機１０１ａと１０１ｂを備えた無線通信装置において、前記実施の形態１および前記実施の形態２と同様に、希望波の到来方向にアンテナ指向性を向ける指向性ダイバシチにより無線通信装置の通信品質を向上することが可能であり、また、アダプティブアレーアンテナを用いないために回路構成も単純で低コストである。これにより、指向性ダイバシチにより無線通信装置の通信品質を向上するとともに、小型で安価な無線通信装置およびその制御方法を提供することができる。
【０１２３】
より詳細には、無線機１０１ａは、相関方向探索部３２ａを備えた指向性制御部８０１ａと、変調部４１ａ、復調部４２ａ、受信品質測定部４３ａおよび受信電力測定部４４ａを備えた通信部８０２ａとを有し、また、無線機１０１ｂは、相関方向探索部３２ｂを備えた指向性制御部８０１ｂと、変調部４１ｂ、復調部４２ｂ、受信品質測定部４３ｂおよび受信電力測定部４４ｂを備えた通信部８０２ｂとを有することにより、以下のような効果を得ることができる。
【０１２４】
（３１）通信部８０２ａは、指向性可変アンテナ１０２ａから入力された高周波信号の受信電力を測定して、指向性制御部８０１ａへ出力し、また、通信部８０２ｂは、指向性可変アンテナ１０２ｂから入力された高周波信号の受信品質を測定して、指向性制御部８０１ｂへ出力する。さらに、指向性制御部８０１ｂは、通信部８０２ｂから入力される受信品質を指向性制御部８０１ａへ通知することで、指向性制御部８０１ａは、指向性制御部８０１ｂから通知された受信品質と受信電力との相関値を所定の計算手順に基づいて計算し、この相関値が所定の閾値以上となる方向の中で受信電力が最良となる方向を探索することにより、指向性可変アンテナ１０２ａの指向性を向けるべき方向を探索する。そして、指向性制御部８０１ａは、無線機１０１ｂが所定の高周波信号を送受信している場合に相関方向探索機能を実行し、この実行により得られた方向を指向性制御部８０１ｂへ通知することで、指向性制御部８０１ｂは、指向性制御部８０１ａから通知された方向に基づいて、指向性可変アンテナ１０２ｂの指向性を向けるべき方向を決定し、この決定した方向に基づいて指向性制御信号１０５ｂを指向性可変アンテナ１０２ｂへ出力することができる。
【０１２５】
すなわち、本実施の形態によれば、前記実施の形態１および前記実施の形態２と比較して、無線機１０１ａおよび無線機１０１ｂはともに高周波信号を独立に送受信することができ、この場合に、互いに干渉の影響を低減し、指向性ダイバシチによる通信品質を向上することが可能となる。
【０１２６】
以上、本発明者によってなされた発明を各実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１２７】
例えば、上記した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
【０１２８】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【０１２９】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
３１ａ，３１ｂ  方向探索部
３２ａ，３２ｂ  相関方向探索部
４１ａ，４１ｂ  変調部
４２ａ，４２ｂ  復調部
４３ａ，４３ｂ  受信品質測定部
４４ａ，４４ｂ  受信電力測定部
１００  無線通信装置
１０１ａ，１０１ｂ  無線機
１０２ａ，１０２ｂ  指向性可変アンテナ
１０３ａ，１０３ｂ  指向性制御部
１０４ａ，１０４ｂ  通信部
１０５ａ，１０５ｂ  指向性制御信号
５０１  放射素子
５０２−１〜５０２−４  無給電素子
５０３−１〜５０３−４  可変リアクタンス素子
６０１ａ，６０１ｂ  指向性制御部
８０１ａ，８０１ｂ  指向性制御部
８０２ａ，８０２ｂ  通信部
【図１】
2014204222.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014204222.tif 000009
【図８】
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【図９】
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