(57)【要約】汎地球測位システム（ＧＰＳ）対応の無線通信を提供するシステムと方法を記載する。この無線通信システムは、第１アンテナまたは第２アンテナの通信特性の機能をなすように、通信回路と第１アンテナまたは第２アンテナとを接続するようにした切替えモジュールｆ！ａｔを備えている。この切替えモジュールは、また、第１アンテナまたは第２アンテナのＧＰＳ受信特性の機能をなすように、ＧＰＳ回路を、第１アンテナまたは第２アンテナと接続するようにしてある。この切替えモジュールは、また、異なるアンテナに同時にアクセスする通信回路とＧＰＳ回路を備えることもできる。
2005518708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドヘルド無線通信装置であって、
第１アンテナと、
第２アンテナと、
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに接続された切替モジュールと、
前記切替モジュールを介して前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに接続された汎地球測位システム（ＧＰＳ）モジュールとを有し、
前記切替モジュールは、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナのＧＰＳ受信特性の機能をなすように、前記ＧＰＳモジュールを前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに接続するようになっていることを特徴とするハンドヘルド無線通信装置。
【請求項２】
前記切替モジュールは、ダイバーシティスイッチを備え、
前記ＧＰＳモジュールは、ダイバーシティスイッチを介して、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記ＧＰＳモジュールおよび前記切替モジュールに接続された制御装置を更に有することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記ＧＰＳ受信特性は、前記ＧＰＳモジュールによって使用される特定のＧＰＳ周波数に合わせて決められることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御装置は、移動局モデム（ＭＳＭ）を含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記ＧＰＳ受信特性は、ＧＰＳ信号強度、ＧＰＳ信号明瞭度またはＧＰＳビット誤り率（ＢＥＲ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記第１アンテナは、前記第２アンテナと同一方向には配置されていないことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記第１アンテナは、前記第２アンテナに対して、ほぼ直交して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記ＧＰＳモジュールは、マッチング回路および低ノイズ増幅器を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記マッチング回路は、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナについてＧＰＳ信号特性を最適化することを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記マッチング回路は、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナについてＧＰＳ信号強度を最適化することを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記無線通信装置は、
前記切替モジュールに接続された送受切替器と、
前記送受切替器に接続された受信機モジュールと、
前記送受切替器に接続されたと送信機モジュールを更に有し、
前記切替モジュールは、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの通信受信特性または通信送信特性の機能をなすように、前記送受切替器を前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに接続するようにしていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記切替モジュールは、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの通信受信特性または通信送信特性の機能をなすように、前記送受切替器を介し、前記受信機モジュールまたは送信機モジュールを前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに接続するようにしていることを特徴とする請求項１２に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記切替モジュールは、前記送受切替器および前記ＧＰＳモジュールを、同時に異なるアンテナに接続するように構成されたことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記切替モジュールに接続されたダイプレクサと、
前記ダイプレクサに接続された第１通信帯域モジュールと、
前記ダイプレクサに接続された第２通信帯域モジュールを更に有し、
前記切替モジュールは、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの通信受信特性または通信送信特性の機能をなすように、ダイプレクサを前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに接続するようにしていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項１６】
前記切替モジュールは、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの前記通信受信特性または前記通信送信特性の機能をなすように、前記ダイプレクサを介して、第１通信帯域モジュールまたは第２通信帯域モジュールを、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに接続するようにしていることを特徴とする請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１７】
前記切替モジュールは、前記ダイプレクサおよび前記ＧＰＳモジュールを、同時に異なるアンテナに接続するように構成されたことを特徴とする請求項１６に記載の無線通信装置。
【請求項１８】
前記第１通信帯域モジュールは，セルラー帯域通信回路を含み、
前記第２通信帯域モジュールは、ＰＣＳ帯域通信回路を含むことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１９】
無線通信装置を提供するシステムであって、
第１アンテナと、
第２アンテナと、
ＧＰＳモジュールと、
前記第１アンテナまたは前記第２アンテナのＧＰＳ受信特性の機能をなすように、ＧＰＳ情報の受信に使用するために前記第１アンテナまたは前記第２アンテナのいずれかを選択する選択手段と、
前記選択手段前記によって選択された第１アンテナまたは前記第２アンテナのいずれかを介して、受信ＧＰＳ情報をＧＰＳモジュールヘ接続する手段を有することを特徴とするシステム。
【請求項２０】
前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの通信送信特性または通信受信特性の機能をなすように、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナのいずれかを選択する選択手段によって選択された前記第１アンテナまたは前記第２アンテナに、通信送信機モジュールまたは通信受信機モジュールを接続する手段を更に有することを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ＧＰＳモジュールおよび通信送信機モジュールまたは通信受信機モジュールは、同時に異なるアンテナを使用することを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
第１通信帯域における通信手段と、
第２通信帯域における通信手段と、
前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの前記通信受信特性または前記通信送信特性の機能をなすように、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナのいずれかを選択する選択手段によって選択された前記第１アンテナまたは前記第２アンテナを介して、前記第１通信帯域または前記第２通信帯域における通信情報を接続する接続手段とを更に有することを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
前記ＧＰＳモジュールおよび前記第１通信帯域手段または前記第２通信帯域手段は、同時に異なるアンテナを使用することを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
汎地球測位システム（ＧＰＳ）対応無線通信装置を提供する方法であって、
（ａ）前記第１アンテナまたは前記第２アンテナのＧＰＳ受信特性の機能をなすように、ＧＰＳ情報受信に使用するために、第１アンテナまたは第２アンテナを選択するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で選択された前記第１アンテナまたは前記第２アンテナのいずれかを介して、前記ＧＰＳ情報とＧＰＳ信号処理装置とを接続するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２５】
（ｃ）ダイバーシティスイッチを介して、それぞれのアンテナを通して、前記ＧＰＳ情報および２方向無線通信情報を同時に受信するステップを更に有することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
汎地球測位システム（ＧＰＳ）対応無線通信装置を提供する方法であって、
（ａ）ダイバーシティスイッチを介して、ＧＰＳモジュールと第１アンテナとを接続するステップと、
（ｂ）前記第１アンテナのＧＰＳ受信特性を評価するステップと、
（ｃ）ダイバーシティスイッチを介して、ＧＰＳモジュールと第２アンテナとを接続するステップと、
（ｄ）前記第２アンテナのＧＰＳ受信特性を評価するステップと、
（ｅ）前記ダイバーシティスイッチを介して、前記第１アンテナの代わりに、前記ＧＰＳモジュールを前記第２アンテナに接続するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２７】
ステップ（ｅ）は、前記第２アンテナの前記ＧＰＳ受信特性が、前記第１アンテナの前記ＧＰＳ受信特性より良好な場合には、前記ダイバーシティスイッチを介して、前記第１アンテナの代わりに、前記第２アンテナに前記ＧＰＳモジュールを接続するステップと含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
ステップ（ｅ）は、前記第１アンテナの前記ＧＰＳ受信特性が悪化した場合には、前記ダイバーシティスイッチを介して、前記第１アンテナの代わりに、前記第２アンテナに前記ＧＰＳモジュールを接続するステップと含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１アンテナの前記ＧＰＳ受信特性が、特定の閾値に達した場合に、ステップ（ｂ）は、評価するステップを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
ステップ（ｃ）は、前記ダイバーシティスイッチを介して、前記ＧＰＳモジュールと前記第２アンテナとを一時的に接続して、ステップ（ｄ）で使用する前記ＧＰＳ信号をサンプリングするステップを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
（ｆ）前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの通信送信特性または通信受信特性を評価するステップと、
（ｇ）前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの前記評価された通信送信特性または前記評価された通信受信特性の機能をなすように、前記ダイバーシティスイッチを介して、送受切替器と、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナのいずれかとを接続するステップと、
を更に有することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
（ｉ）前記ダイバーシティスイッチを介して、前記送受切替器および前記ＧＰＳモジュールを異なるアンテナに同時に接続するステップを、更に有することを特徴とする請求項３１に記載方法。
【請求項３３】
（ｆ）前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの通信送信特性または通信受信特性を評価するステップと、
（ｇ）前記第１アンテナまたは前記第２アンテナの前記評価された通信送信特性または前記評価された通信受信特性の機能をなすように、前記ダイバーシティスイッチを介して、ダイプレクサと、前記第１アンテナまたは前記第２アンテナのいずれかとを接続するステップと、
を更に有することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
（ｉ）前記ダイバーシティスイッチを介して、前記送受切替器および前記ＧＰＳモジュールを異なるアンテナに同時に接続するステップを、更に有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
（ｉ）前記ダイプレクサおよび前記ダイバーシティスイッチを介して、セルラー帯域通信回路またはパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）帯域通信回路と前記第１アンテナまたは前記第２アンテナとを接続するステップを、更に含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年７月１０日に出願し、「マルチパス環境における情報送受信のシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）」と題する同時係属中の米国特許出願第０９／９０２，０３５号の一部継続出願である。上記の同時係属中の米国特許出願に優先権が主張されており、当該出願の内容は、引用によりここに組み込まれているものとする。
【０００２】
本発明は、概して、ＧＰＳ対応無線通信を提供するシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信ネットワークにおいて、従来の無線通信装置によって受信または送信される信号は、周囲環境の影響を受ける。理論上では、信号アンテナ２００を備える従来の無線通信装置は、図３に示す極線図のようなアンテナ指向性図を有する。この単一のアンテナ２００は、例えば、０ｄＢｉの等方向性ゲイン線２２０によって描かれる等方向性アンテナ指向性図２１０を有する。なお、当然のことながら、アンテナ指向性図は３次元であるが、極線図は単に２次元表示したものである。よって、極線図は、例えば、３次元のアンテナ指向性図の断面図を表示するといえる。さらに、この「アンテナ指向性図」とういう言葉は、送信指向性図または受信指向性図の少なくともいずれかを含むものとして定義されるものである。この等方向性アンテナ指向性図２１０は、理論上の理想的なモデルで、例えば、離れた真空の空間に、信号発生源がある場合である。
【０００４】
実際の環境では、例えば、都市環境において、マルチパスとその他の要因によって、アンテナ指向性図の不均質性が生じる。ある信号は、従来の無線通信装置の単一アンテナ２００に到達する前に、例えば、地面、ビル、壁、または他の反射物によって反射することがある。さらに、ある信号は、単一のアンテナに到達する前に、空間的、時間的に複数のパスに同時に散乱することがあるので、その信号自身が強まったり弱まったりして干渉することがある。図４に、単一のアンテナ２００から生成されたゲイン線２３０を含むマルチパスアンテナ指向性図２６０の例を描いた別の極線図を示す。このゲイン線２３０は、マルチパスインタフェースによって、ねじ曲がっている。よって、例えば、点２４０、２５０は、この単一のアンテナから等距離であるが、実際上、点２４０では信号ゲインが点２５０より高い異なったアンテナ指向性図となる。
【０００５】
したがって、マルチパス状況下で、受信不良または送信不良に陥っている従来の無線通信装置のユーザは、良好な信号をでたらめに探し求めて、物理的に動き回ることが必要なことがある。（例えば、アンテナ指向性図２６０の形状を知らないで、点２５０から点２４０へ移動する）。従来の無線通信装置のこのような物理的な移動は、不便であり、ある条件下では、例えば、ユーザが自由に動き回れない場合には、不可能な場合すらありうる。
【０００６】
さらに、マルチパスの影響は、一部では、信号が強まったり弱まったりする干渉から起きているので、マルチパスの影響は、信号周波数によって異なる。よって、例えば、図５の極線図にに示すように、第１ゲイン線２７０は、単一のアンテナ２００によって周波数ｆ１で生成され、第２ゲイン線２８０は、単一のアンテナ２００によって第２周波数ｆ２で生成される。
【０００７】
従来の無線通信装置は、異なる周波数によって、信号を送受信することがある。よって、例えば、従来の無線通信装置は、単一のアンテナを介して、第１周波数ｆ１で送信して、第２周波数ｆ２で受信することがある。従来の無線通信装置は、例えば、ゲイン線２７０で表示される送信のアンテナ指向性図およびゲイン線２８０で表示される受信のアンテナ指向性図を実際上、有する。例えば、単一のアンテナ２００と点２９０（例えば、基地局）との間の２方向無線通信中の結果を、さらに図５に示す。点２９０とアンテナ２００との間では、アンテナ２００が送信中か、または受信中かによって，本質的に異なるアンテナ指向性図を実際上、有する。この場合、この単一のアンテナ２００は、例えば、点２９０への信号送信の場合より、点２９０から信号受信の場合において、かなり大きなゲインを事実上、有する。よって、例えば、点２９０からの信号は、良好に受信されても、点２９０への送信信号が失われる場合がありうる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（発明の要旨）
本発明は、無線通信システムで情報送受信する際の、従来の装置および方法で不都合な点を大幅に緩和するものである。
【０００９】
本発明は、好適な実施例において、汎地球測位システム（ＧＰＳ）対応の無線通信をシステムと方法を提供する。この無線通信システムは、第１アンテナまたは第２アンテナの通信特性の機能をなすように、通信回路を第１アンテナまたは第２アンテナに接続するように適合させた切替モジュールを提供する。また、この切替モジュールは、第１アンテナまたは第２アンテナのＧＰＳ受信特性の機能をなすように、ＧＰＳ回路を第１アンテナまたは第２アンテナに接続するように適合させる。
【００１０】
本発明は、例えば、ＧＰＳ受信特性を最適化するために、無線通信装置が、第１アンテナおよび第２アンテナから選択して、第１アンテナおよび第２アンテナを提供することができる点に利点がある。さらに、この無線通信装置は、ＧＰＳモジュールと最良のＧＰＳ受信特性を提供するアンテナとを自動的に接続することもできる。
【００１１】
本発明は、また、切替モジュールによって、通信回路とＧＰＳ回路とが、同時に異なるアンテナをアクセスできる点にある。
【００１２】
本発明のこれらの点およびその他の特長と利点は、本発明の以下の詳細な説明を検討することと同時に、添付図面を参照することによって理解されるであろう。なお、同様の部品には、同様の参照記号を付す。
【００１３】
図１Ｂに、本発明に係る無線通信装置１００を含む無線通信システムの典型的な実施形態を示す。無線通信装置１００には、例えば、ハンドヘルド無線通信装置、携帯電話、自動車電話、セルラー電話またはパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）電話、ラップトップコンピュータまたは他の無線モデム付きコンピュータ装置、ポケットベルまたは携帯情報端末（ＰＤＡ）などが挙げられる。無線装置１００デジタルまたはアナログまたはそれらの組合せであってよい。さらに、本発明は、当業者に既知のその他の形式の無線通信装置も考慮に入れている。
【００１４】
この無線通信装置１００は、例えば、第１アンテナ１１０、第２アンテナ１２０、切替モジュール１３０、送信モジュール１４０、受信モジュール１５０および主制御装置１６０を含むことがある。この切替モジュール１３０は、例えば、受信スイッチ１７０および送信スイッチ１８０を含むことがある。この主制御装置１６０は、例えば、移動局モデム（ＭＳＭ）または他のプログラマブルなプロセッサーを含むことがある。この無線通信装置１００は、また、当業者に既知で、ここでは不図示または記述されていない他の構成要素（例えば、送受切替器、ダイプレクサ、増幅器、ミキサー、フィルタ、発振器など）を含むことがある。
【００１５】
図２Ａおよび図２Ｂにおいて、無線通信装置１００が、ある可能な配置で示されている。この例では、無線通信装置１００は、第１の方向に第１アンテナ１１０と第２の方向に第２アンテナ１２０との２本のアンテナを含む。第１アンテナ１１０は、第１アンテナ１１０と第２アンテナ１２０から、直交する関係または他の異なったゲイン図が得られるように置くのが好ましい。また、この例では、第２アンテナ１２０が筐体の内部に搭載されるのに対して、第１アンテナ１１０は、少なくとも一部分が、無線通信装置１００の筐体の外部に伸びるように搭載されている。特定の用途や美観を支援するために、他のアンテナ搭載方向や位置が選ばれることもある。
【００１６】
図示の例では、無線通信装置１００は、図２Ａに示すように周波数ｆ１で送信し、図２Ｂに示すように周波数ｆ２で受信する。前述のように、各アンテナ１１０、１２０は、周波数ｆ１において、周波数ｆ２におけるゲイン線とは異なるゲイン線をもつ。例えば、第１アンテナ１１０は、図２Ａに示すように周波数ｆ１で作動中、ゲイン線１１５のアンテナ指向性図を有し、図２Ｂに示すように周波数ｆ２で作動中、ゲイン線１１６のアンテナ指向性図を有する。同様に、第２アンテナ１２０は、図２Ａに示すように周波数ｆ１で作動中、ゲイン線１２５のアンテナ指向性図を有し、図２Ｂに示すように周波数ｆ２で作動中、ゲイン線１２６のアンテナ指向性図を有する。
【００１７】
無線通信装置１００は、無線通信装置１００の動作を向上するために、ゲイン線の相違、例えば、ゲイン線１１５とゲイン線１２５との相違、またはゲイン線１１６とゲイン線１２６との相違をうまく利用する。例えば、無線通信装置１００は、現時点の通信には、通信信号の送信または受信に、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０のどちらが、より良いかを決定する。このようにして、例えば、通話切断を減らし、低電力での使用を可能にし、またはデータ送信の高速化が可能で、より安定した信号品質が得られる。ゲイン線は、例えば、無線通信装置１００の移動または環境の変化に応じて変化するので、無線通信装置１００は、連続的に、良好なアンテナを決定して選択する。したがって、無線通信装置１００は、移動中または活動中の動的な環境においても、より安定した信号を維持できる。
【００１８】
図１Ｂにおいて、無線通信装置１００の詳細が描かれている。主制御装置１６０は、送信モジュール１４０、受信モジュール１５０および切替モジュール１３０に接続されている。送信モジュール１４０は、切替モジュール１３０の送信スイッチ１８０に接続されている。送信スイッチ１８０を介して、送信モジュール１４０は、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０のうちの一方に接続できる。受信モジュール１５０は、切替モジュール１３０の受信スイッチ１７０に接続されている。受信スイッチ１７０を介して、受信モジュール１６０は、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０のうちの一方に接続できる。
【００１９】
大体、同じ方向に描いているが、第１アンテナ１１０と第２アンテナ１２０は、互いに、ある角度を成して配置される。例えば、第１アンテナ１１０は、好ましくは、第２アンテナ１２０とほぼ直交する方向に配置される。アンテナの方向は、そのアンテナ指向性図に影響するので、第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０は、異なるアンテナ指向性図をもつことがある。よって、第２アンテナ１２０は、無線通信装置１００に対して、代替のアンテナ指向性図を提供できる。
【００２０】
この典型的な実施例による動作では、主制御装置１６０は、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０を介して、無線通信ネットワークの基地局から信号を受信する。この信号に基づいて、主制御装置１６０は、例えば、周波数ｆ１で送信モジュール１４０から送信し、周波数ｆ２で受信モジュール１５０で受信するように設定する。主制御装置１６０は、現時点のマルチパスを含むことがある環境において、アンテナ１１０、１２０のどちらが、周波数ｆ２で最高の受信特性を提供するかを判断できる。主制御装置１６０は、また、現時点のマルチパスを含むことがある環境において、アンテナ１１０、１２０のどちらが、周波数ｆ１で最高の送信特性（例えば、信号強度、明瞭度、ビット誤り率など）を提供するかを評価できる。この評価は、周期的または非周期的（例えば、特定の条件によりトリガーされる）に実行できる。この評価に基づいて、主制御装置１６０は、切替モジュール１３０を制御して、送信モジュール１４０または受信モジュール１５０を適切なアンテナ１１０、１２０に切り替える。
【００２１】
例えば、無線通信ネットワーク（例えば、接続通話者間の２方向対話）における無線通信装置１００と基地局との間の２方向通信中、主制御装置１６０によって、例えば、現時点の環境において、周波数ｆ２に割当てられたチャネルには、第１アンテナ１１０の方が、第２アンテナ１２０より良好な受信を提供すると判断できる。よって、主制御装置１６０は、制御信号を切替モジュール１３０へ送り、第１スイッチ１７０によって、受信モジュール１５０と第１アンテナ１１０とを接続させる。主制御装置１６０によって、また、例えば、現時点の環境において、周波数ｆ１に割当てられたチャネルには、第１アンテナ１１０の方が、第２アンテナ１２０より良好な送信を提供すると判断できる。よって、主制御装置１６０は、制御信号を切替モジュール１３０へ送り、第２スイッチ１８０によって、送信モジュール１４０と第１アンテナ１１０とを接続させる。
【００２２】
別の典型的な実施例による動作では、受信モジュール１５０は、例えば、切替モジュール１３０の第１スイッチ１７０を介して、第１アンテナ１１０に接続されている。主制御装置１６０は、第１アンテナ１１０の受信特性を監視する。この受信特性が悪化（例えば、ビット誤り率が、規定の誤り閾値を超えたり、これに近づく）すると、主制御装置１６０は、第２アンテナ１１０の受信特性をテストできる。例えば、主制御装置１６０は、切替モジュール１３０を制御して、第２アンテナ１２０の受信特性を評価するために、第１スイッチ１７０によって、受信モジュール１５０と第２アンテナ１２０とを接続する。これは、比較的に迅速に実行できる。例えば、第２アンテナ１２０の受信特性が、例えば、第２アンテナ１２０のビット誤り率に基づいて評価される場合は、評価は、ビット毎に基づいてさえ行なうことができる。
【００２３】
主制御装置１６０が、第２アンテナ１２０が良好な受信特性（例えば、低いビット誤り率）であると判断すると、主制御装置１６０は、受信モジュール１５０を第２アンテナ１２０に接続したままにする。主制御装置１６０は、その後、第２アンテナ１２０の受信特性を監視する。一方、主制御装置１６０によって、第２アンテナ１２０が、より良好な受信特性ではないと判断されると、主制御装置１６０は、切替モジュールを制御して、第１スイッチが、受信モジュール１５０と第１アンテナ１１０との接続を維持するようにできる。
【００２４】
アンテナ１１０、１２０の送信特性を監視する場合に、主制御装置１６０によって、類似の手順で実行できる。例えば、主制御装置１６０は、基地局からのフィードバックによって、送信特性（例えば、信号強度）を監視できる。よって、現時点で送信に使用中のアンテナ、例えば、第２アンテナ１２０に関して、送信特性が悪化（例えば、信号強度が、特定の強度閾値以下に近づく）した場合、主制御装置１６０は、送信モジュール１４０を第１アンテナ１１０に接続することによって、その他のアンテナ、例えば、第１アンテナ１１０の送信特性をテストできる。アンテナ１１０、１２０の送信特性の評価において、主制御装置１６０は、基地局（例えば、閉ループ電源制御）からのフィードバックを使用できる。この例では、第１アンテナ１１０がより良好な送信特性をもつ場合、主制御装置１６０は、送信モジュール１４０と第１アンテナ１１０の接続を維持する。主制御装置１６０は、次に、第１アンテナ１１０の送信特性を監視する。一方、主制御装置１６０によって、第１アンテナ１１０がより良好な送信特性をもたないと判断されると、主制御装置１６０は、切替モジュールを制御して、第２スイッチ１８０によって、送信モジュール１４０と第２アンテナ１２０が接続されるようにする。
【００２５】
別の典型的な実施例において、主制御装置１６０が、例えば、送信特性の向上のために、例えば、第１アンテナ１１０から第２アンテナ１２０へアンテナを切替え後、主制御装置１６０は、新しい送信特性に対して、受信特性をマッチするように試みることができる。この例では、第２アンテナ１２０が特定数値の強度パラメータを含む送信特性をもつ場合、主制御装置１６０は、第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０の受信特性をテストして、いずれの受信特性が、特に、この例の場合、強度パラメータが、特定数値の近いかを評価する。選択されたアンテナ１１０、１２０は、必ずしも、例えば、最強の強度パラメータをもつものではなく、最も近いマッチした強度パラメータである。
【００２６】
さらに、別の典型的な実施例において、主制御装置１６０は、第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０の少なくとも１つの範囲内の基地局のリストを保持する。このリストは、無線通信装置１００が、無線通信装置１００の範囲内にあるすべての基地局から、例えば、登録プロセスまたは他の初期プロセスにおける信号受信時、編集することができる。さらに、このリストは、周期的または非周期的（例えば、特定の条件またはイベントによりトリガーされて）に更新できる。したがって、現在、送信に使用中のアンテナの送信特性が悪化した場合、主制御装置１６０は、リスト上に各基地局をもつ各アンテナへの送信特性をテストできる。このようなテストに基づいて、アンテナまたは基地局の切替えが行える。現在、受信に使用中のアンテナの受信特性が悪化した場合、主制御装置１６０は、このリスト上の各基地局を用いて、各アンテナの受信特性をテストできる。このようなテストに基づいて、アンテナまたは基地局の切替えが行うことができる。
【００２７】
図１Ａに、本発明に係る無線通信装置１００の別の典型的な実施例を示す。無線通信装置１００は、例えば、第１アンテナ１１０、第２アンテナ１２０、切替モジュール１３０、構成要素１８５、第１モジュール１４５、第２モジュール１５５および汎地球測位システム（ＧＰＳ）モジュール１６５を含むことがある。ある例では、構成要素１８５は、送受切替器であり、第１モジュール１４５は、送信モジュール１４０を含み、第２モジュール１５５は、受信モジュール１５０を含む。ＧＰＳモジュール１６５は、例えば、マッチング回路１９０および低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１９５、および当業者に既知のＧＰＳ回路（不図示）含むことがある。さらに、ＧＰＳモジュール１６５と描かれているが、このモジュール１６５は、当業者に既知である他の通信帯域向けに改造できる。切替モジュール１３０は、例えば、送受切替器１８５またはＧＰＳモジュール１６５を第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０に接続するように構成できるダイバーシティスイッチ１７５を含むことがある。無線通信装置１００は、当業者に既知で、ここには不図示で記載されていない他の構成要素（例えば、増幅器、ミキサー、フィルタ、発振器、制御装置など）を含むことがある。
【００２８】
この例では、送受切替器１８５は、第１モジュール１４５および第２モジュール１５５に接続されている。こららのモジュールは、例えば、不図示の従来の通信構成要素および回路（例えば、受信または送信回路）を含むことがある。例えば、従来の通信構成要素および回路には、従来のセルラー帯域またはＰＣＳ帯域の送受信構成要素および回路が挙げられる。さらに、従来の通信構成要素および回路は、主制御装置１６０の少なくとも一部を含んだり、含まないことがある。いくつかの通信構成要素および回路は、当業者に理解されているように、主制御装置１６０に接続されていることがある。
【００２９】
送受切替器１８５は、また、切替モジュール１３０および、特に、ダイバーシティスイッチ１７５の端子に接続されている。ダイバーシティスイッチ１７５は、送受切替器１８５を、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０に接続する。ダイバーシティスイッチ１７５の制御は、ここに記載されている方法およびプロセスに適合する方法およびプロセスを使用して、少なくとも一部は、例えば、従来の通信構成要素および回路または主制御装置１６０を介して実行される。
【００３０】
ＧＰＳモジュール１６５は、マッチング回路１９０を含むように描かれ、この回路は、ＬＮＡ１９５に接続されている。他の従来のＧＰＳ回路（不図示）は、周知のように、ＬＮＡ１９５に接続されている。さらに、ＧＰＳモジュール１６５は、主制御装置１６０の少なくとも一部を含んだり、含まないことがある。マッチング回路１９０は、ＧＰＳモジュール１６５を第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０にマッチングさせるもので、切替モジュール１３０および、特に、ダイバーシティスイッチ１７５の端子に接続されている。ダイバーシティスイッチ１７５は、少なくとも一部は、ＧＰＳモジュールまたは主制御装置１６０の制御下にあり、ＧＰＳモジュール１６５を第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０に接続できる。
【００３１】
図１Ｃは、誘導子Ｌ１、Ｌ２およびコンデンサーＣ１を特定のマッチング構成で含むマッチング回路１９０の例を示す。マッチング回路１９０は、他のマッチング回路構成およびより複雑なマッチング回路構成およびその等価回路（例えば、二重化等価回路）を含む。マッチング回路１９０は、受動素子、能動素子、およびその組合せを含む。このような従来のマッチング配置、構成およびその構造および機能等価回路は、必要以上の実験をせずに、当業者が利用可能である。さらに、マッチング回路１９０は、図１Ａにおいて、ＧＰＳモジュールの一部として描かれているが、他のマッチング回路を構成要素１８５と切替モジュール１３０の間に配置したり、第１モジュール１４５または第２モジュール１５５の一部として備え、信号特性を最適化できる。
【００３２】
動作時、無線通信装置１００は、ＧＰＳシステム（例えば、ＧＰＳ衛星または基地局の一団）から、ＧＰＳ信号を受信することがある。ＧＰＳモジュール１６５は、ダイバーシティスイッチ１７５を介して、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０から、ＧＰＳ信号を受信できる。マッチング回路１９０は、例えば、ＧＰＳモジュール１６５に、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０からの最大ＧＰＳ信号強度を与えることができる。ＧＰＳモジュール１６５または主制御装置１６０（例えば、主制御装置１６０が直接に、またはＧＰＳモジュール１６５を介して間接に）は、第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０のＧＰＳ受信特性（例えば、信号強度、明瞭度、ビット誤り率など）を評価できる。このような信号強度の評価は、周期的または非周期的（例えば、特定のイベントまたは条件によりトリガーされる）に行われ、ＧＰＳモジュール１６５を、ＧＰＳモジュール１６５に最良のＧＰＳ受信特性を提供できるアンテナに切替えるのに使用できる。
【００３３】
例えば、ＧＰＳモジュール１６５は、当初、ダイバーシティスイッチ１７５介して、第１アンテナ１１０に接続されていることがある。この例では、主制御装置１６０は、第１アンテナ１１０のＧＰＳ信号の受信特性を評価できる。主制御装置１６０は、周期的または非周期的に、ダイバーシティスイッチ１７５にＧＰＳモジュール１６５と第２アンテナ１２０とを接続させて、第２アンテナ１２０のＧＰＳ信号の受信特性を評価できるようにする。第２アンテナ１２０のＧＰＳ信号の受信特性が、第１アンテナ１１０のＧＰＳ信号の受信特性より良好な場合は、ＧＰＳモジュール１６５は、第２アンテナ１２０のＧＰＳ信号の受信を継続できる。一方、第２アンテナ１２０のＧＰＳ信号の受信特性が、第１アンテナ１１０のＧＰＳ信号の受信特性より良好でない場合は、主制御装置１６０は、ダイバーシティスイッチ１７５を制御して、ＧＰＳモジュール１６０を、第１アンテナ１１０への接続に戻すことができる。
【００３４】
別の例では、ＧＰＳモジュール１６５は、当初、ダイバーシティスイッチ１７５を介して、例えば、第２アンテナ１２０に接続していることがある。主制御装置１６０は、例えば、周期的または非周期的に、ダイバーシティスイッチ１７５にＧＰＳモジュール１６５と第１アンテナ１１０を接続させ、第１アンテナ１１０の受信特性をサンプリングして評価できる。第１アンテナ１１０のＧＰＳ信号の受信特性をサンプリング後、主制御装置１６０は、ダイバーシティスイッチ１７５を制御して、ＧＰＳモジュール１６５を第２アンテナ１２０への接続に戻すこともできる。主制御装置１６０によって、第１アンテナ１１０の受信特性が、第２アンテナ１２０の受信特性より十分に高いと判断されると、主制御装置１６０は、ダイバーシティスイッチ１７５に、ＧＰＳモジュールと第１アンテナ１１０を接続させることができる。
【００３５】
別の例では、ＧＰＳモジュール１６５は、当初、ダイバーシティスイッチ１７５を介して、第１アンテナ１１０に接続していることがある。主制御装置１６０は、例えば、第１アンテナ１１０のＧＰＳ信号の受信特性を監視できる。第１アンテナ１１０のＧＰＳ信号の受信特性が悪化（例えば、ビット誤り率が、規定の誤り閾値を超えるまたは、これに近づく）すると、主制御装置１６０は、第２アンテナ１１０のＧＰＳ信号の受信特性をテストできる。例えば、主制御装置１６０は、ダイバーシティスイッチ１７５を制御して、ＧＰＳモジュール１６５が、第２アンテナ１２０からＧＰＳ信号を受信するようにできる。次に、主制御装置１６０は、第２アンテナ１２０のＧＰＳ信号の受信特性を評価できる。これは、比較的に迅速に実行できる。例えば、第２アンテナ１２０の受信特性が、例えば、第２アンテナ１２０のビット誤り率に基づいて評価されると、評価は、ビット毎にさえも行うことができる。
【００３６】
主制御装置１６０が、第２アンテナ１２０によって受信されたＧＰＳ信号がより良好な受信特性（例えば、低いビット誤り率）であると判断すると、主制御装置１６０は、ＧＰＳモジュール１６５を第２アンテナ１２０に接続したままにする。主制御装置１６０は、その後、第２アンテナ１２０の受信特性を監視できる。一方、主制御装置１６０によって、第２アンテナ１２０が、より良好または十分により良好な受信特性ではないと判断されると、主制御装置１６０は、ダイバーシティスイッチ１７５を制御して、ＧＰＳモジュール１６５を、第１アンテナ１１０に接続するようにできる。
【００３７】
無線通信装置１００は、また、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０を通して、特定の通信帯域（例えば、セルラー帯域、ＰＣＳ帯域、または他の周知の通信帯域）の通信信号を送受信できる。主制御装置１６０は、例えば、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０の受信特性または送信特性から、送受切替器１８５を、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０に接続すべきか評価し、ダイバーシティスイッチ１７５を制御して、送受切替器１８５を適切なアンテナに接続することができる。前述したように、主制御装置１６０は、割当てられたチャネルに対し、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０を選択し、受信特性、送信特性、またはこの両者の組合せを最適化できる。このプロセスは、周期的または非周期的に（例えば、特定の条件またはイベントによりトリガーされて）実行できる。
【００３８】
別の典型的な実施例による動作では、構成要素１８５は、ダイプレクサであってもよい。さらに、ダイプレクサ１８５は、第１通信帯域、例えば、セルラー通信帯域向けの通信回路を含む第１モジュール１４５に接続されていてもよい。ダイプレクサ１８５は、また、第２通信帯域、例えば、ＰＣＳ通信帯域向けの通信回路を含む第２モジュール１５５に接続されていてもよい。したがって、無線通信装置１００は、例えば、ダイプレクサ１８５を介して、セルラー通信帯域またはＰＣＳ通信帯域の通信を提供できる。よって、無線通信装置１００によって、その時点で使用中の通信帯域について、主制御装置１６０は、ダイプレクサ１８５を、ここに記載の方法とプロセスから改造した方法とプロセスを使用して、最良の通信信号を提供するアンテナ（例えば、第１アンテナ１１０または第２アンテナ１２０）と接続することができる。第１アンテナ１１０と第２アンテナ１２０とのいずれかを選択することによって、通信を最適化するのに加えて、主制御装置１６０は、当該通信帯域内の通信帯域および／またはチャネルを選択することによって、通信を最適化することができる。
【００３９】
無線通信装置１００は、また、１つのアンテナに対して、２方向同時無線通信を提供し、他方のアンテナで、ＧＰＳ信号を受信できる。よて、例えば、無線電話をかけながら、ダイプレクサまたは送受切替器１８５を、例えば、第１アンテナ１１０に接続できる。同時に、ＧＰＳモジュール１６５を、例えば、第２アンテナ１２０に接続できる。ダイバーシティスイッチ１７５は、特定のアンテナが、送受切替器／ダイプレクサ１８５とＧＰＳモジュール１６５とを同時に接続できないように、構成したり、または、しないことできる。ダイバーシティスイッチ１７５は、送受切替器／ダイプレクサ１８５もＧＰＳモジュール１６５も、同時に、両方のアンテに接続できないように構成したり、または、しないことができる。
【００４０】
以上により、無線通信システムにおいて、情報送受信のためのシステムと方法が提供された。当業者は、本発明が、限定するためではなく説明のために、ここに記載した好適な実施例以外の他のものによっても、実行できることを理解されるであろう。同時に、本発明は、以下の請求項によってのみ限定されるを理解されるであろう。本発明は、ここに記載された特定の実施例の等効物によっても、実行できることは、留意されることである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明に係る無線通信装置のいくつかの構成要素の概略図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明に係る無線通信装置のいくつかの構成要素の概略図を示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明に係るマッチング回路の回路図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明に係る無線装置の図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明に係る無線装置の図である。
【図３】図３は、従来アンテナの等方向性アンテナ指向性図の極線図を示す。
【図４】図４は、マルチパス環境における従来アンテナのアンテナ指向性図の極線図を示す。
【図５】図５は、マルチパス環境における異なる周波数での従来アンテナのアンテナ指向性図の極線図を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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