(57)【要約】  【課題】本発明は、方式の異なる複数の無線システムが混在した１つの無線機において複数のアンテナを共用する際に、システムの使用状況に応じて各無線システムが利用するアンテナを適宜振り分けることにより、優先度の高い無線システムでは高いスループットを確保するなど、最適な受信状況を得ることができる、複合無線機を提供することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決するために本発明による複合無線機は、３本のアンテナと、３つの無線システムと、一端が前記３本のアンテナの内1本のアンテナに接続されており他端が前記３つの無線システムの全てに接続された３つの切換スイッチとを有する。さらに通信装置の使用状況より各無線システムの優先度を決定し、前記優先度とアンテナの受信信号のレベルや品質に関わる情報とに基づいて前記３つの切換スイッチの制御を行う、ことを特徴とする。【選択図】  図１
2006261894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
複数の通信システムと、
一端が前記複数のアンテナの内１つのアンテナに接続されており他端が前記複数の通信システムの全てに接続された複数のスイッチ群などの接続手段と、
通信装置の使用状況より前記複数の通信システムの通信に関する優先度を決定する判断部と、
前記判断部が決定した優先度を記憶すると共に前記複数の接続手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は各通信システムから受信した各通信システムが接続されたアンテナから受信した信号の品質に関わる情報と前記記憶部に記憶されている各通信システムの通信の優先度とに基づいて前記複数の接続手段を制御する通信装置。
【請求項２】
複数のアンテナと、
複数の通信システムと、
一端が前記複数のアンテナの内１つのアンテナに接続されており多端が前記複数の通信システムの全てに接続された複数のスイッチ群などの接続手段と、
通信装置の使用状況より前記複数の通信システムの通信に関する優先度を決定する判断部と、
前記判断部が決定した優先度を記憶すると共に前記複数の接続手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は前記検出部が検出した各アンテナの受信レベルと前記記憶部に記憶されている各通信システムの通信の優先度とに基づいて前記複数の接続手段を制御する通信装置。
【請求項３】
制御部は、優先度の高い通信システムのスループットが高くなるようにアンテナ接続を制御する請求項１または請求項２記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線通信システムを有する複合無線機において、その使用状況に応じて決定した各無線通信システムの優先度に基づいて各無線通信システムで利用するアンテナあるいはアンテナ本数を決定し、最適な通信特性を得ることが可能なアンテナ配分システムを有する複合無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信装置において、複数の異なる無線通信システムを複合した通信機器の開発が進められており、その際複数のアンテナを共用し、受信信号レベルの変動に応じてダイバーシティ動作を行わせるといった、例えば特許文献１等に記載される発明などがある。
【０００３】
図５に特許文献１の内容を示す。アンテナ切換スイッチ１３および１４を切り換えることにより、第一のアンテナ１５と第二のアンテナ１６を切換ダイバーシティとして利用することができると同時に無線通信システムとアンテナの間の接点が少なくて済み、損失を低減できる。
【特許文献１】特開２００３‐１２４８５３号公報（請求項１〜５、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、第一の従来例の構成では２本のアンテナを切換ダイバーシティとして用いることは可能であるが、合成ダイバーシティとしては用いることができず、また例えば第一、第二の無線通信システムに用いるアンテナとして同一のアンテナが選択された場合、残った一本のアンテナが使用されないことになり、無駄になる。また２つのアンテナの受信信号レベルに対して優劣をつけて切換を行うだけで、システムの優先度を考慮した制御はできない。
【０００５】
本発明は、複数の方式の異なる無線通信システムが混在した複合無線機において、複数のアンテナを共有する際に、システムの使用状況に応じて各無線通信システムが利用するアンテナおよびアンテナ本数を適宜割り当てることが可能な複合無線機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明によるアンテナ配分システムを有する無線複合機では、３本のアンテナと、３つの無線通信システムと、一端が前記３本のアンテナのうち１本のアンテナに接続されており他端が前記３つの無線通信システムの全てに接続された３つの切換スイッチと、前記３つの無線通信システムの通信に関する優先度を使用状況や必要なスループット値の変化などに応じて都度決定し各無線通信システムへのアンテナ割り振りを決定する演算部と、前記演算部からのアンテナ割り振りの情報をもとに前記３つの切換スイッチの接点切換を行う制御部とを備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明によれば、３つの無線通信システムを有する複合無線機において、その使用状況に応じ各無線通信システムの通信に関する優先度を都度決定し、その優先度に基づいて切換スイッチを制御し、各無線通信システムに接続されるアンテナを決定する
ことができるので、優先度の高い無線通信システムのスループットを高くし、逆に優先度の低い無線通信システムのスループットを低くするなど、無駄のない最適な通信状況を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるアンテナ配分システムを有する複合無線機の概略を示す構成図である。図１の複合無線機は、第１のアンテナ１Ａ、第２のアンテナ１Ｂ、第３のアンテナ１Ｃと、第１の無線通信システム２Ａ、第２の無線通信システム２Ｂ、第３の無線通信システム２Ｃと、一端が前記３本のアンテナの内1本のアンテナに接続され他端が前記３つの無線通信システムの全てに接続された第１の切換スイッチ３Ａ、第２の切換スイッチ３Ｂ、第ｎの切換スイッチ３Ｃとを有する。前記第１〜第３の切換スイッチでの接点選択により、前記各アンテナが接続される無線通信システムが決定される構成となっている。また各無線通信システムは、アンテナからの信号を受信する受信部と、受信した信号の信号レベルやビット誤り率・ブロック誤り率などを算出し、それらの情報を中央演算部４へと出力する出力部とを有する。中央演算部４は、各アンテナから各無線通信システムに送られた受信信号のレベル情報などの信号品質に関わる情報を各無線通信システムから受けると共に、各無線通信システムの使用状況などにより各無線通信システムに対して通信の優先度を決定し、各無線通信システムに対する利用アンテナの割り当てを決定する。決定されたアンテナ割り当ての情報は制御部５へと出力され、制御部５は各切換スイッチの接点制御を行い、各無線通信システムに対して利用アンテナを割り当てる。
【０００９】
以上のように構成されたアンテナ分配システムを有する複合無線機について、その動作を説明する。まず、システム起動時において、各アンテナにより受信された信号は切換スイッチを介していずれかの任意の無線通信システムへと送られる。各無線通信システムは送られてきた信号を受信すると同時に、各アンテナの受信信号のレベル情報やビット誤り率・ブロック誤り率などの信号品質に関わる情報を中央演算部４へと出力する。中央演算部４は各無線通信システムの使用状況ならびに通信の重要度や必要なスループット値などをもとに、各無線通信システムに対して優先度を決定する。たとえば、リアルタイム処理を行っているため高いスループットが必要とされる無線通信システムに関しては優先度が高いとし、逆に待機状態にある無線通信システムなどの低いスループットでも構わないものに関しては優先度が低いとする。中央演算部４は上記のようにして決定された各無線通信システムの優先度と各アンテナの受信信号品質に関する情報をもとに、優先度の高い無線通信システムには最も受信信号品質が良いアンテナを振り分けて高いスループットが実現されるようにし、逆に優先度の低い無線通信システムには他に比べて受信信号品質がやや劣るアンテナを振り分けて低いスループットにとどめるなど、各無線通信システムへのアンテナ割り当てを決定する。決定されたアンテナ割り当ての情報は制御部５へと出力され、制御部５は切換スイッチの接点制御を行い、実際に各無線通信システムにアンテナを割り当てる。このようにして各無線通信システムに必要とされるスループットを考慮して、優先度を設定し、それに基づいて各アンテナの割り振りを決定することにより、システムの使用状況に応じた最適な通信状態を実現する。以降、上記の優先度決定、アンテナ割り当てを繰り返す。
【００１０】
次にアンテナの割り当ての方法の例をいくつか挙げる。前提条件として３本のアンテナに対し、使用周波数帯が同一である３つの無線通信システムがある場合を考える。
【００１１】
１つめの例として、通信の重要度をもとに優先度を決定する場合を考える。３つの無線通信システムのうち、無線通信システム１がリアルタイム処理を必要とする通信を行っているとし、他の２つの無線通信システムはリアルタイム処理を必要とせず記憶装置に蓄積するデータの受信を行っているとする。リアルタイム処理を行っている無線通信システム
ではスループットが直接処理速度に関わるため高いスループットが必要とされるが、単にデータ蓄積のために通信を行っているシステムではスループットは低くても構わない。よって中央演算部４は無線通信システム１の優先度が最も高いと判断し最も受信信号品質が良好なアンテナを無線通信システム１に割り当て、無線通信システムがより高いスループットが得られるようにする。次に残り２つの無線通信システムの優先度決定に関しては、受信するデータ量が多い方が優先度が高いとして２番目に受信信号品質が良いアンテナを割り当てる方法などが考えられる。データ量の大小については通信の最初のパケットで総データ量の情報を送るなどして予め知ることができる。そして優先度が上位の無線通信システムが通信を完了した場合、その無線通信システムに割り当てられていたアンテナを、通信中の残りの無線通信システムに対して優先度に応じて再度割り当てる。
【００１２】
２つめの例として、各無線通信システムにより受信するデータの間で時間的な優先度が存在する場合を考える。これは中央演算部４上でシステム全体としての機能を果たすための処理が行われているような場合に、処理アルゴリズムのフローとして、フローの上流で無線通信システム１により受信されるデータが必要で、それより下流において無線通信システム２および３により受信されるデータが必要な場合などである。この場合無線通信システム１によって受信されるデータを先に受信完了しなければ処理効率が悪くなるので、中央演算部は無線通信システム１の優先度が最も高いと判断し、最も受信信号品質が良好なアンテナを無線通信システム１に割り当て、無線通信システムがより高いスループットが得られるようにする。そして残りの２つの無線通信システムについても同様にして優先度を決定し、残り２本のアンテナ振り分けを行う。そして１つめの例と同様に、優先度が上位の無線通信システムが通信を完了した場合、その無線通信システムに割り当てられていたアンテナを、通信中の残りの無線通信システムに対して優先度に応じて再度割り当てる。
【００１３】
３つめの例として、システム固有の通信速度と受信するデータ量の兼ね合いから優先度を決定する場合を考える。無線通信システムは、その方式によって通信速度がそれぞれ決まっているため、受信信号品質が同程度のアンテナをそれぞれに割り当てたとしても、各無線通信システムによってスループットは異なる。よって、例えば３つの無線通信システムから受信するデータの全てが揃ってはじめて中央演算部４で１つの処理が行われるような場合では、固有の通信速度が遅い無線通信システムに対しては最も受信信号品質が良好なアンテナを割り当て、固有の通信速度が速い無線通信システムに対しては最も受信信号品質が劣るアンテナを割り当てた方が全体としてかかる時間は短縮できることになる。よってこの場合、中央演算部４は固有の通信速度が遅い無線通信システムから順に優先度が高いと判断する。この場合も上記の２つの例と同様に、優先度が上位の無線通信システムが通信を完了した場合、その無線通信システムに割り当てられていたアンテナを、通信中の残りの無線通信システムに対して優先度に応じて再度割り当てる。
【００１４】
以上の例に示すような動作を一定時間ごとに繰り返すことにより、システムの使用状況に応じた良好な通信状態を保つことが可能になる。
【００１５】
なお、上記では本発明の実施の形態としてアンテナが３本、無線通信システムが３つの場合を示したが、これに限定されるものではなく、アンテナ本数がｎ本、無線通信システムがｍ個の場合に拡張してもよい（図２）。また切換スイッチをスイッチ群などの他の接続手段に置き換えて、１本のアンテナを複数の無線通信システムで共用できる構成としてもよい。さらに無線通信システムｍよりもアンテナ本数ｎが多い場合や通信を完了した無線通信システムを有する場合など無線通信システムの個数に対してアンテナ本数が冗長なときには、１つの無線通信システムに対して複数のアンテナを割り当てて合成ダイバーシティを行うことにより、より良い通信状態を実現することができる。合成ダイバーシティの方式としては等利得合成や最大比合成などが挙げられる。等利得合成とは単に複数の信
号を重ね合わせるだけの合成法であり、最大比合成は複数の信号を合成する際に、それぞれの信号に対してS/N比に応じた重み付けを行う合成法である。
【００１６】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２におけるアンテナ配分システムを有する複合無線機の概略を示す構成図である。
【００１７】
実施の形態１との相違点は信号レベル検出部６の有無であり、信号レベル検出部６は全てのアンテナに接続され、各アンテナの受信信号レベルを検出し、各アンテナの受信信号レベル情報を制御部へ送る。実施の形態１で各無線通信システムからビット誤り率やブロック誤り率などの信号品質に関わる情報が得られていたが、実施の形態２ではアンテナから直接受信信号レベルの検出のみを行うことになる。
以上のように構成されたアンテナ配分システムを有する複合無線機について、その動作を説明する。まず、各アンテナにより受信された信号は切換スイッチ手前で受信レベル検出器によりサンプリングされる。信号レベル検出器は各アンテナの受信信号のレベル情報を中央演算部４へと出力する。中央演算部４は各無線通信システムの使用状況ならびに通信の重要度や必要なスループット値などをもとに、それぞれの無線システムに対して優先度を決定する。たとえば、リアルタイム処理を行っているため高いスループットが必要とされる無線通信システムに関しては優先度が高いとし、逆に待機状態にある無線通信システムなどの低いスループットでも構わないものに関しては優先度が低いとする。中央演算部４は上記のようにして決定された各無線通信システムの優先度と各アンテナの受信レベル情報をもとに、優先度の高い無線通信システムには最も受信レベルが高いアンテナを振り分けて高いスループットが実現されるようにし、逆に優先度の低い無線通信システムには他に比べて受信レベルが低いアンテナを振り分けて低いスループットにとどめるなど、各無線通信システムへのアンテナ割り当てを決定する。決定されたアンテナ割り当ての情報は制御部５へと出力され、制御部５は切換スイッチの接点制御を行い、実際に各無線通信システムにアンテナを割り当てる。このようにして各無線通信システムに必要とされるスループットを考慮して、優先度を設定し、それに基づいて各アンテナの割り振りを決定することにより、システムの使用状況に応じた最適な通信状態を実現する。以降、上記の優先度決定、アンテナ割り当てを繰り返す。
【００１８】
次にアンテナの割り当ての方法の例をいくつか挙げる。前提条件として３本のアンテナに対し、使用周波数帯が同一である３つの無線通信システムがある場合を考える。
【００１９】
１つめの例として、通信の重要度をもとに優先度を決定する場合を考える。３つの無線通信システムのうち、無線通信システム１がリアルタイム処理を必要とする通信を行っているとし、他の２つの無線通信システムはリアルタイム処理を必要とせず記憶装置に蓄積するデータの受信を行っているとする。リアルタイム処理を行っている無線通信システムではスループットが直接処理速度に関わるため高いスループットが必要とされるが、単にデータ蓄積のために通信を行っているシステムではスループットは低くても構わない。よって中央演算部４は無線通信システム１の優先度が最も高いと判断し最も受信レベルが高いアンテナを無線通信システム１に割り当て、無線通信システムがより高いスループットが得られるようにする。次に残り２つの無線通信システムの優先度決定に関しては、受信するデータ量が多い方が優先度が高いとして２番目に受信レベルが高いアンテナを割り当てる方法などが考えられる。データ量の大小については通信の最初のパケットで総データ量の情報を送るなどして予め知ることができる。そして優先度が上位の無線通信システムが通信を完了した場合、その無線通信システムに割り当てられていたアンテナを、通信中の残りの無線通信システムに対して優先度に応じて再度割り当てる。
【００２０】
２つめの例として、各無線通信システムにより受信するデータの間で時間的な優先度が
存在する場合を考える。これは中央演算部４上でシステム全体としての機能を果たすための処理が行われているような場合に、処理アルゴリズムのフローとして、フローの上流で無線通信システム１により受信されるデータが必要で、それより下流において無線通信システム２および３により受信されるデータが必要な場合などである。この場合無線通信システム１によって受信されるデータを先に受信完了しなければ処理が先に進まず処理効率が悪くなることになるので、中央演算部は無線通信システム１の優先度が最も高いと判断し、最も受信レベルが高いアンテナを無線通信システム１に割り当て、無線通信システムがより高いスループットが得られるようにする。そして残りの２つの無線通信システムについても同様にして優先度を決定し、残り２本のアンテナ振り分けを行う。そして１つめの例と同様に、優先度が上位の無線通信システムが通信を完了した場合、その無線通信システムに割り当てられていたアンテナを、通信中の残りの無線通信システムに対して優先度に応じて再度割り当てる。
【００２１】
３つめの例として、システム固有の通信速度と受信するデータ量の兼ね合いから優先度を決定する場合を考える。無線通信システムは、その方式によって通信速度がそれぞれ決まっているため、受信レベルが同程度のアンテナをそれぞれに割り当てたとしても、各無線通信システムによってスループットは異なる。よって、例えば３つの無線通信システムから受信するデータの全てが揃ってはじめて中央演算部４で１つの処理が行われるような場合では、固有の通信速度が遅い無線通信システムに対しては最も受信レベルが高いアンテナを割り当て、固有の通信速度が速い無線通信システムに対しては最も受信レベルが低いアンテナを割り当てた方が全体としてかかる時間は短縮できることになる。よってこの場合、中央演算部４は固有の通信速度が遅い無線通信システムから順に優先度が高いと判断する。この場合も上記の２つの例と同様に、優先度が上位の無線通信システムが通信を完了した場合、その無線通信システムに割り当てられていたアンテナを、通信中の残りの無線通信システムに対して優先度に応じて再度割り当てる。
【００２２】
以上の例に示すような動作を一定時間ごとに繰り返すことにより、システムの使用状況に応じた良好な通信状態を保つことが可能になる。
【００２３】
なお、上記では本発明の実施の形態としてアンテナが３本、無線通信システムが３つの場合を示したが、これに限定されるものではなく、アンテナ本数がｎ本、無線通信システムがｍ個の場合に拡張してもよい（図２）。また切換スイッチをスイッチ群などの他の接続手段に置き換えて、１本のアンテナを複数の無線通信システムで共用できる構成としてもよい。さらに無線通信システムｍよりもアンテナ本数ｎが多い場合や通信を完了した無線通信システムを有する場合など無線通信システムの個数に対してアンテナ本数が冗長なときには、１つの無線通信システムに対して複数のアンテナを割り当てて合成ダイバーシティを行うことにより、より良い通信状態を実現することができる。合成ダイバーシティの方式としては等利得合成や最大比合成などが挙げられる。等利得合成とは単に複数の信号を重ね合わせるだけの合成法であり、最大比合成は複数の信号を合成する際に、それぞれの信号に対してS/N比に応じた重み付けを行う合成法である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように本発明における複合無線機によれば、その使用状況に応じ各無線通信システムの通信に関する優先度を都度決定し、その優先度に基づいて切換スイッチを制御し、各無線通信システムが利用するアンテナを割り振ることにより、使用状況に応じた良好な通信状況を維持することが可能となる。
【００２５】
特に通信環境が常時変化する携帯端末機器での通信可能な信号レベルの確保や、利用頻度の少ない無線システムを含む複合無線機において他の利用頻度が高い無線システムのスループットを高く保ちたい場合、などにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の複合無線機の実施の形態１における全体構成を示す概略図
【図２】本発明の複合無線機の実施の形態１において、アンテナ本数がｎ、無線通信システム数がｍの場合の全体構成を示す概略図
【図３】本発明の複合無線機の実施の形態２における全体構成を示す概略図
【図４】本発明の複合無線機の実施の形態２において、アンテナ本数がｎ、無線通信システム数がｍの場合の全体構成を示す概略図
【図５】従来のダイバーシティ方式を利用した複合無線機を示す図
【符号の説明】
【００２７】
１Ａ、１Ｂ、…  、１ｎ  アンテナ
２Ａ、２Ｂ、…  、２ｎ  無線システム
３Ａ、３Ｂ、…  、３ｎ  切換スイッチ
４  中央演算部
５  制御部
６  信号レベル検出器
【図５】
2006261894.tif 000003
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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