(57)【要約】【課題】複数のアンテナの受信信号に含まれる雑音電力に大きなばらつきが生じた場合にも通信品質の低下を抑制可能な無線受信装置及びアンテナ選択方法を提供する。【解決手段】本発明の実施形態による無線受信装置は、測定部と、算出部と、アンテナ選択部と、信号出力部とを備える。測定部は、複数のアンテナでそれぞれ受信された受信信号を所定の時間幅と帯域幅とによって規定される複数のエレメントに分け、エレメントごと、又は複数のエレメントをグループ化したグループごとに信号強度を測定する。算出部は、エレメントごとに測定された信号強度を複数のアンテナ間で比較し、比較結果に基づいてエレメントごとに複数のアンテナのうちの１つを選択し、各アンテナが選択された回数に応じた各アンテナの評価値を算出する。アンテナ選択部は、評価値に基づいて使用アンテナ候補を特定し、使用アンテナ候補の中から少なくとも１つのアンテナを選択する。【選択図】図１
2015053616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナでそれぞれ受信された受信信号を所定の時間幅と帯域幅とによって規定される複数のエレメントに分け、前記エレメントごと又は複数の前記エレメントをグループ化したグループごとに信号強度を測定する測定部と、
前記信号強度を前記複数のアンテナ間で比較し、比較結果に基づいて前記エレメントごと又はグループごとに前記複数のアンテナのうちの１つを選択し、各アンテナが選択された回数に応じた各アンテナの評価値を算出する算出部と、
前記算出部で算出された評価値に基づいて前記複数のアンテナの中から使用アンテナ候補を特定し、前記使用アンテナ候補の中から少なくとも１つのアンテナを選択するアンテナ選択部と、
前記アンテナ選択部で選択されたアンテナの受信信号に基づく信号を出力する信号出力部と
を備えた無線受信装置。
【請求項２】
前記アンテナ選択部は、前記複数のアンテナのうち前記評価値が第１閾値以下のアンテナから前記使用アンテナ候補を特定する
請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記アンテナ選択部は、各アンテナの評価値のばらつき量である第１ばらつき量を算出し、前記第１ばらつき量が第２閾値より大きいときは、前記複数のアンテナのうち、前記評価値が第１閾値以下のアンテナから前記使用アンテナ候補を特定し、前記第１ばらつき量が第２閾値以下のときは、前記複数のアンテナ全てを前記使用アンテナ候補に特定する
請求項１又は請求項２に記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記アンテナ選択部は、各アンテナのうち評価値が第３閾値以下のアンテナの評価値のばらつき量である第２ばらつき量を算出し、前記第２ばらつき量が第４閾値以下のときは、前記複数のアンテナ全てを前記使用アンテナ候補に特定する
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記アンテナ選択部は、前記評価値として、前記複数のアンテナがそれぞれ選択された回数の合計に対する各アンテナが選択された回数の比である選択率を算出する
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項６】
前記アンテナ選択部は、前記使用アンテナ候補が選択された回数に基づいて前記使用アンテナ候補の中から前記少なくとも１つのアンテナを選択する
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項７】
前記アンテナ選択部は、前記使用アンテナ候補が選択されたエレメント又はグループの信号強度の合計に基づき、前記使用アンテナ候補の中から前記少なくとも１つのアンテナを選択する
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項８】
前記測定部は、前記受信信号を周波数領域に変換した周波数領域信号に基づき前記信号強度を測定する
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項９】
前記周波数領域信号は複数の周波数成分を含み、
前記複数のエレメントはそれぞれ、前記複数の周波数成分のうちの異なる１つに対応し、
前記測定部は、前記エレメントの信号強度として、前記周波数成分の信号強度を測定する
請求項８に記載の無線受信装置。
【請求項１０】
前記測定部は、前記グループの信号強度として、前記グループに含まれるエレメントの信号強度の合計、平均、又は最大値を測定する
請求項８に記載の無線受信装置。
【請求項１１】
前記信号出力部は、前記受信信号に基づく信号として、前記受信信号を周波数領域に変換した周波数領域信号を出力する
請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項１２】
前記複数のアンテナをさらに備えた
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の無線受信装置。
【請求項１３】
複数のアンテナでそれぞれ受信された受信信号を所定の時間幅と帯域幅とによって規定される複数のエレメントに分け、前記エレメントごと又は複数の前記エレメントをグループ化したグループごとに信号強度を測定する測定ステップと、
前記信号強度を前記複数のアンテナ間で比較し、比較結果に基づいて前記エレメントごと又はグループごとに前記複数のアンテナのうちの１つを選択し、各アンテナが選択された回数に応じた各アンテナの評価値を算出する算出ステップと、
前記評価値に基づいて前記複数のアンテナの中から使用アンテナ候補を特定し、前記使用アンテナ候補の中から少なくとも１つのアンテナを選択するアンテナ選択ステップと、
を備えた無線受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線受信装置及びアンテナ選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信のために複数のアンテナが搭載された無線受信装置が使用されている。このような無線受信装置では、複数のアンテナのうち受信電力の最も大きいアンテナを選択して使用することによって、ダイバーシチ効果による通信品質の向上が図られている。上記のアンテナ選択方法によれば、複数のアンテナの受信信号に含まれる雑音電力が均一の場合、ＳＮＲ（信号電力対雑音電力比）が良い（大きい）アンテナが選択されるため、効果的に通信品質を向上させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Wireless Communications, Andrea Goldsmith, Cambridge University Press (2005/08/08) P204 - p211
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、無線受信装置の個体差や外部からの人工雑音などの影響により、雑音電力には大きなばらつきが生じることがある。このような場合に受信電力が最も大きいアンテナを選択すると、雑音電力が大きいアンテナ、すなわちＳＮＲが悪い（小さい）アンテナを選択するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明の実施形態は、複数のアンテナの受信信号に含まれる雑音電力に大きなばらつきが生じた場合にも通信品質の低下を抑制可能な無線受信装置及びアンテナ選択方法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】
本発明の実施形態による無線受信装置は、測定部と、算出部と、アンテナ選択部と、信号出力部とを備える。測定部は、複数のアンテナでそれぞれ受信された受信信号を所定の時間幅と帯域幅とによって規定される複数のエレメントに分け、エレメントごと、又は複数のエレメントをグループ化したグループごとに信号強度を測定する。算出部は、エレメントごとに測定された受信信号の信号強度を複数のアンテナ間で比較し、比較結果に基づいてエレメントごとに複数のアンテナのうちの１つを選択し、各アンテナが選択された回数に応じた各アンテナの評価値を算出する。アンテナ選択部は、算出部で算出された評価値に基づいて複数のアンテナの中から使用アンテナ候補を特定し、使用アンテナ候補の中から少なくとも１つのアンテナを選択する。信号出力部は、アンテナ選択部で選択されたアンテナの受信信号に基づく信号を出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線受信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】エレメントを説明する概略説明図である。
【図３】エレメントごとに各アンテナの信号強度を表した図である。
【図４】各エレメントに対して選択されたアンテナを表した図である。
【図５】本発明の第１実施形態のアンテナ選択方法を示すフローチャートである。
【図６】グループ化されたエレメントを説明する概略説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態のアンテナ選択方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態のアンテナ選択方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係る無線受信装置及びアンテナ選択方法を、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る無線受信装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示すように、無線受信装置は、アンテナ１と、周波数領域信号生成部２と、測定部３と、選択率算出部４と、アンテナ選択部５と、信号出力部６とを備える。なお、周波数領域信号生成部２、測定部３、選択率算出部４、アンテナ選択部５及び信号出力部６の機能は、ＦＰＧＡ，ＤＳＰ及びＡＳＩＣなどの既存の集積回路７上で実行される処理により実現される。
【００１０】
アンテナ１は、無線受信装置に複数設けられており、それぞれ同一の周波数帯の無線信号を受信する。アンテナ１は、無線信号を受信すると、受信信号（以下、「受信信号Ｙ」という）を、アンテナ１に対応する周波数領域信号生成部２に入力する。
【００１１】
周波数領域信号生成部２は、アンテナ１に対応して複数設けられている。周波数領域信号生成部２は、対応するアンテナ１から入力された受信信号Ｙに対して、電力増幅、周波数変換、アナログ―ディジタル変換（ＡＤ変換）などの処理を必要に応じて施し、さらにフーリエ変換などの周波数領域への変換処理を施す。これにより、ＡＤ変換後の時間領域信号を周波数領域に変換した周波数領域信号（周波数スペクトル）（以下、「周波数領域信号ｙ」という）を生成する。
【００１２】
フーリエ変換としては、離散フーリエ変換、高速フーリエ変換、及び短時間フーリエ変換などを用いることができる。また、フーリエ変換のかわりに、連続ウェーブレット変換、離散ウェーブレット変換、離散コサイン変換などを使用してもよい。周波数領域信号生成部２は、生成された周波数領域信号ｙを各測定部３と信号出力部６とに入力する。ここで、周波数領域信号生成部２は、受信信号に対し一定時間幅のフレームを時間方向に当該フレーム幅ずつ段階的にシフトさせて、周波数領域への変換を各フレーム位置で行ってもよいし、当該フレーム幅より短いΔＴの時間ずつ当該フレームを時間方向にシフトしながら周波数領域への変換を行っても良いし、その他の方法を用いても良い。つまり、受信信号の異なる部分に対して順次、周波数領域変換を行ってそれぞれ周波数領域信号ｙを生成すればよい。
【００１３】
測定部３は、周波数領域信号生成部２に対応して複数設けられている。測定部３は、対応する周波数領域信号生成部２から入力された周波数領域信号ｙの信号強度（以下、「信号強度Ｐ」という）を測定する。例えば、周波数領域信号ｙに含まれる複数の周波数成分のそれぞれの信号強度を測定する。以下では周波数成分ごとに信号強度Ｐを測定する場合を想定するが、後述するように複数の周波数成分をまとめた測定を行うなど、他の測定方法も可能である。信号強度Ｐは、後述するように振幅レベル又は電力レベルなどで表すことができる。測定部３は、周波数領域信号生成部２から周波数領域信号ｙが入力されるごとに、同様にして信号強度Ｐの測定を行う。
【００１４】
なお、測定部３および後段の各処理部（選択率算出部４、アンテナ選択部５）では、周波数領域信号ｙに含まれる全周波数成分を対象に処理を行ってもよし、一部の範囲の周波数成分のみを対象に処理を行っても良い。たとえば復調処理などで使用しない周波数成分があらかじめ決まっている場合などは、当該周波数成分は処理の対象から除外してもよい。また、受信信号の全時間幅を対象に処理を行ってもよいし、一部の時間幅の信号のみを対象に処理を行ってもよい。
【００１５】
ここで、周波数領域信号ｙを含む周波数帯域幅を所定の帯域幅ごと分割した各帯域に周波数インデックスｂ（＝１，・・・，Ｂ）を割り当てる。周波数領域信号ｙに複数の周波数成分が含まれる場合、周波数インデックスｂが割り当てられた各帯域には周波数成分が１つ又は複数含まれてもよいし、あるいは含まれなくてもよい。また、所定の帯域幅は、帯域ごとに同一であっても異なっていてもよい。さらに、各帯域が１つ又は複数の周波数成分に対応するように分割されてもよい。
【００１６】
また、周波数領域信号ｙを所定の時間幅ごとに分割した各時間帯に時間インデックスｓ（＝１，・・・，Ｓ）を割り当てる。時間インデックスｓの周波数領域信号ｙにおける周波数インデックスｂが示す信号をｙ（ｂ，ｓ）と表現する。
【００１７】
さらにアンテナの本数をＮ本とし、第ｎ（＝１，・・・，Ｎ）番目のアンテナで受信された、時間インデックスｓの周波数領域信号における周波数インデックスｂが示す信号をｙｎ（ｂ，ｓ）と表現する。
【００１８】
周波数インデックスｂと時間インデックスｓによって規定される要素をエレメント（以下、「エレメントＥ」という）と呼ぶ。測定部３は、エレメントＥごと又は複数のエレメントＥをグループ化したグループごとに信号強度を測定する。横成分を時間インデックス、縦成分を周波数インデックスとしたマトリクスで、複数の時間インデックス分の各エレメントを表現できる。マトリクスの各セルがそれぞれエレメントに対応する。マトリクスを模式的に表現した例を図２に示す。横軸に時間インデクス１，２，・・・を取り、縦軸に周波数インデックス１，２，・・・、を取って、各エレメントを矩形のセルによって模式的に表現している。なお、複数時間インデックス分の周波数領域信号ｙを総称して、時間周波数信号と呼ぶこともある。また、縦軸を周波数インデックス、横軸を時間インデックスとする座標系を時間周波数領域と呼ぶこともある。ここでエレメントＥ（ｓ，ｂ）の信号強度をＰ（ｓ，ｂ）と表す。信号強度Ｐ（ｓ，ｂ）として、振幅レベルや電力レベルを使用することが可能であり、各エレメントＥにおける信号ｙ（ｓ，ｂ）の信号強度Ｐ（ｓ，ｂ）は、例えば以下の数式（１）又は（２）で表すことができる。
【数１】
2015053616.tif 000003
【数２】
2015053616.tif 000004
【００１９】
また、エレメントＥに複数の周波数成分が含まれる場合には、上記の式で算出される各周波数成分の信号強度を合計、平均、又は最大値をエレメントＥの信号強度として算出することができる。なお、これらの数式（１）（２）は例示であり、信号強度Ｐを算出する方法はこれらの数式に限定されるものではない。
【００２０】
測定部３により測定された周波数領域信号ｙのエレメントごとの信号強度Ｐは、選択率算出部４に入力される。測定部３は、１つの周波数領域信号ｙを測定するごとに測定結果を選択率算出部４に入力してもよいし、一定数の時間インデックス分の周波数領域信号ｙの測定が完了するごとに、一括して測定結果を選択率算出部４に入力してもよい。
【００２１】
選択率算出部４は、各測定部３から取得した一定数の時間インデックス分の測定結果を用いて、アンテナ間で、同じ位置のエレメントＥの信号強度Ｐを比較する。同じ位置のエレメントとは、同じ時間インデックスかつ同じ周波数インデクスを有するエレメントのことである。選択率算出部４は、比較結果に基づいて、同じ位置のエレメントごとに、所定の規範により、１つのアンテナを選択する。例えば信号強度が最も大きいアンテナを選択する。エレメントごとにアンテナを選択したら、各アンテナが選択された回数に依存する評価値をアンテナごとに算出し、各アンテナの評価値をアンテナ選択部５に入力する。
【００２２】
評価値として、各アンテナが選択された回数の合計に対する個々のアンテナが選択された回数である選択率（以下、「選択率Ｒ」という）を算出してもよい。すなわち、選択率Ｒは、各アンテナ１が選択されたエレメントＥの個数と上記エレメントＥの全個数の比として算出することができる。あるいは、単純に各アンテナが選択された回数そのものを評価値として算出してもよい。その他の方法を用いて評価値を算出してもよい。以下の説明では、評価値として、選択率Ｒを算出する場合を示す。
【００２３】
なお、上述した例では、所定の規範として、信号強度Ｐが最も大きいアンテナを１つ選択したが、他の例として、信号強度Ｐが所定値以上のアンテナを選択してもよい。この場合、複数のアンテナ１が選択されてもよい。また、信号強度Ｐが２番目や３番目に高いアンテナ１が選択されてもよい。
【００２４】
ここで、選択率算出部４が選択率Ｒを算出する方法について具体的に説明する。図３は、各アンテナ１について、各エレメントＥの信号強度Ｐを時間周波数領域上で表したものである。説明を簡単にするため、無線受信装置は３つのアンテナ１ａ，１ｂ，１ｃを備え、選択率Ｒの算出は、時間インデックスが１〜４，周波数インデックスが１〜４の範囲とする。すなわち、Ｅ（１，１）からＥ（４，４）までの１６個のエレメントＥを対象に選択率Ｒを算出する。無線受信装置のアンテナの数、選択率Ｒが算出される時間インデックスおよび周波数インデックスの範囲はこれに限られない。Ｅ（１，１）からＥ（４，４）までの各エレメントＥに対して、信号強度Ｐが全アンテナ１の中で最大のアンテナ１が選択される。なお、本実施形態では複数の時間インデックス分の周波数領域信号を用いて処理を行うが、１つの時間インデックス分の周波数領域信号を用いて処理を行うことも可能である。
【００２５】
上述したように、図３の各エレメントＥを表すセルには、そのエレメントＥの信号強度Ｐがプロットされている。例えば、アンテナ１ａのエレメントＥ（４，４）の信号強度Ｐ（４，４）は１である（図３（ａ）参照）。以下、アンテナ１ａのエレメントＥをＥａ（ｓ，ｂ）と表し、信号強度ＰをＰａ（ｓ，ｂ）と表すこととする。アンテナ１ｂ，１ｃについても同様にＥｂ（ｓ，ｂ）、Ｐｂ（ｓ，ｂ），Ｅｃ（ｓ，ｂ）、Ｐｃ（ｓ，ｂ）と表す。
【００２６】
まず、選択率算出部４は、Ｐａ（ｓ，ｂ）とＰｂ（ｓ，ｂ）とＰｃ（ｓ，ｂ）とを比較し、値が最大のアンテナ１をエレメントＥ（ｓ，ｂ）に対して選択する。例えば、図３を参照すると、Ｐａ（４，４）は１，Ｐｂ（４，４）は２、Ｐｃ（４，４）は３であるから、信号強度Ｐが最大となるアンテナ１はアンテナ１ｃである。したがって、選択率算出部４は、エレメントＥ（４，４）に対し、アンテナ１ｃを選択する。選択率算出部４は、このような処理を、エレメントＥ（１，１）からエレメントＥ（４，４）までの全てのエレメントＥに対して行い、それぞれのエレメントＥに対してアンテナ１を選択する。
【００２７】
次に、選択率算出部４は、すなわち各アンテナ１が選択されたエレメントＥの個数と時間周波数領域上に含まれるエレメントＥの個数（１６個）との比に基づき、各アンテナ１の選択率Ｒを算出する。あるいは、各アンテナ１が選択された回数と、各アンテナ１が選択された回数の合計との比に基づき選択率Ｒを算出する。
【００２８】
図４は、各エレメントＥに対して選択されたアンテナ１の識別子を時間周波数領域上にプロットしたものである。図４を参照すると、１６個のエレメントＥのうち、アンテナ１ａは８個のエレメントＥで選択されている。したがって、アンテナ１ａの選択率Ｒａは８／１６（アンテナ１ａの選択個数／全エレメントの個数）と算出される。同様に、アンテナ１ｂの選択率Ｒｂは５／１６、アンテナ１ｃの選択率Ｒｃは３／１６と算出される。算出された選択率Ｒは、アンテナ選択部５に入力される。
【００２９】
アンテナ選択部５は、選択率算出部４から入力された各アンテナ１の選択率Ｒに基づいて、受信処理を行うアンテナ１を選択する。以下、図５を参照して本実施形態におけるアンテナ選択方法を説明する。
【００３０】
図５に示すように、アンテナ選択部５は、選択率算出部４から各アンテナ１の選択率Ｒを入力される（Ｓ１）と、各選択率Ｒと予め定められた第１の閾値αの大小を比較する（Ｓ２）。第１の閾値αは、任意に設定することが可能である。例えば、無信号で各アンテナの雑音電力が等しい場合の選択率Ｒは全てのアンテナで統計的に等しくなる（１／アンテナ本数）ことから、無線受信装置に搭載されたアンテナ１の個数（Ｎ個）に応じて第１の閾値αを１／Ｎ−ψ（１／Ｎ＞ψ≧０）としてもよい。なお、雑音電力が完全に等しくなることは稀であり、実際にはアンテナ間で多少の電力差が生じるため、この電力差を許容する範囲に応じて前記のパラメータψを設定することができる。
【００３１】
アンテナ選択部５は、アンテナ１の選択率Ｒと第１の閾値αを比較した結果、選択率Ｒが第１の閾値α以下であった場合、そのアンテナ１を使用するアンテナ（以下、「使用アンテナ」という）の候補として特定する（Ｓ３）。
【００３２】
一方、アンテナ選択部５は、アンテナ１の選択率Ｒが第１の閾値αより大きい場合、そのアンテナ１を使用アンテナの候補から除外する（Ｓ４）。すなわち、本実施形態において、第１の閾値αよりも選択率Ｒが大きいアンテナ１は、大きな雑音電力が入力されたことによりＳＮＲが悪いアンテナと判定され、使用アンテナの候補から除外される。
【００３３】
アンテナ選択部５は、ステップＳ２の判定が全てのアンテナ１に対して終了したか判定し（Ｓ５）、まだステップＳ２の判定が行われていないアンテナ１がある場合には、そのアンテナ１に対してステップＳ２の判定を行い、全てのアンテナ１について終了している場合には、使用アンテナの候補として特定されたアンテナ１の中から使用アンテナを選択する（Ｓ６）。なお、ここでの使用アンテナの選択方法は任意であり、例えば、使用アンテナの候補として特定されたアンテナ１の中で、各エレメントＥの信号強度Ｐの合計値が最大のアンテナを使用アンテナとして選択してもよいし、選択率Ｒが最大のアンテナ１を使用アンテナとして選択してもよい。また、使用アンテナとして複数のアンテナ１が選択されてもよい。アンテナ選択部５により選択された使用アンテナの情報（以下、「使用アンテナ情報Ｑ」という）は、信号出力部６に入力される。
【００３４】
信号出力部６は、アンテナ選択部５から入力された使用アンテナ情報Ｑに基づいて、周波数領域信号生成部２から入力された周波数領域信号ｙのうち、使用アンテナの周波数領域信号ｙだけを出力する。信号出力部６から出力された周波数領域信号ｙは、信号出力部６以降の受信処理（例えば復調処理）に使用される。
【００３５】
ここで出力される周波数領域信号ｙは、選択率Ｒの算出に使用された各時間インデックスの周波数領域信号ｙの全てでもよい。あるいは、別の例として、選択率Ｒの算出に使用された各時間インデックスの周波数領域信号ｙのうち時間的に最も古いものから所定個数（１個以上）でもよい。この場合は、次の選択率算出処理では、当該所定個数分の時間インデックスの周波数領域信号の測定結果を新たに追加し、前回の出力されなかった時間インデックスの計測結果を再度用い、同様にして選択率Ｒを算出して使用アンテナを選択し、選択率Ｒの算出に今回使用された各時間インデックスの周波数領域信号ｙのうち時間的に最も古いものから所定個数を出力するようにしてもよい。このようにサイクリックな処理を行うことも可能である。
【００３６】
また、上述したように受信信号の全時間幅を対象に処理を行う必要はなく、例えば受信信号の一部の時間幅の信号のみを使って使用アンテナを決定し、当該受信信号の全時間幅分の周波数領域信号に対し当該使用アンテナを適用してもよい。また、一定時間間隔で本実施形態の処理を行ってアンテナの選択処理を行い、一定時間の間は、選択した使用アンテナを使い続けるようにしてもよい。
【００３７】
また、信号出力部６から周波数領域信号を出力するのではなく、時間領域信号を出力する構成も可能である。この場合、信号出力部６に各アンテナ１のＡＤ変換後の受信信号を入力し、使用アンテナのＡＤ変換後の受信信号だけを出力すればよい。
【００３８】
これまで説明した実施形態では、エレメントごとに信号強度を測定したが、測定部３は、複数のエレメントＥをグループ化して、グループごとに信号強度Ｐを測定することもできる。グループ化の例を図６に３つ示す。図６（ａ）に示すように、周波数軸方向に隣接する複数のエレメントＥを結合してもよいし、図６（ｂ）に示すように、時間軸方向に隣接する複数のエレメントＥを結合してもよい。あるいは、周波数軸方向及び時間軸方向の両方のそれぞれに隣接する複数のエレメントＥを結合してグループ化してもよく、この場合、各方向でエレメントＥの結合数は同じでも異なってもよい。グループ化した場合の信号強度Ｐは、グループに属するエレメントＥの信号強度Ｐを合計、平均、又はピークであってもよい。測定部３が複数のエレメントＥをまとめたグループごとに信号強度Ｐを測定した場合には、選択率算出部４は、グループごと毎にアンテナ１を選択し、選択率Ｒを算出すればよい。
【００３９】
また、上述した実施形態では、受信信号を周波数領域に変換した周波数領域信号を用いて信号強度を測定したが、周波数領域に変換することなく、時間領域信号のまま、帯域あるいは周波数成分ごとの信号強度を測定してもよい。例えば、帯域あるいは周波数成分の信号を抽出するフィルタを複数設け、各フィルタを通過した信号の信号強度を測定してもよい。
【００４０】
以上説明したとおり、本実施形態に係る無線受信装置は、選択率Ｒが第１の閾値α以下のアンテナ１の中から使用アンテナを選択するため、雑音電力の影響により選択率Ｒが極端に大きくなったアンテナ１を使用アンテナの候補から除外し、雑音電力の影響が小さいアンテナ１を使用アンテナとして選択することができる。従って、複数のアンテナの受信信号に含まれる雑音電力に大きなばらつきが生じた場合であっても、ＳＮＲが悪いアンテナの選択を避けることができる。
【００４１】
選択率Ｒがアンテナ１ごとに異なる原因として、フェージング現象による受信電力の低下や、各アンテナ１の雑音電力のばらつきが考えられる。しかし、広帯域信号を扱う無線受信装置においては、時間や周波数の変動を伴うフェージング現象により選択率Ｒの差が極端に大きくなることは稀である。一方、広帯域信号を扱う無線受信装置の場合、時間周波数領域中で信号が存在する領域（信号領域）よりも不在の領域（雑音領域）の方が多いことが多々あるため、雑音電力のばらつきによりアンテナ１の選択率Ｒの差が極端に大きくなることがある。従って、雑音電力は使用アンテナの選択結果に大きく影響することがある。例えば、選択率算出部４において、各エレメントＥに信号強度Ｐが最大となるアンテナを選択した場合、雑音電力の大きなアンテナ１の選択率Ｒは極端に大きくなる。
【００４２】
しかし、本実施形態に係る無線受信装置は、上記のような構成により、選択率Ｒが第１の閾値α以下のアンテナ１の中から使用アンテナを選択するため、雑音電力の影響により選択率Ｒが極端に大きくなったアンテナ１を使用アンテナの候補から除外する。よって、雑音電力の影響が小さいアンテナ１を使用アンテナとして選択することができる。従って、複数のアンテナの受信信号に含まれる雑音電力に大きなばらつきが生じた場合であっても、ＳＮＲが悪いアンテナの選択を避けることができる。
【００４３】
また、アンテナ選択部５は、選択率Ｒが第１の閾値α以下のアンテナ１のうち、選択率Ｒが最大のアンテナ１を使用アンテナとして選択してもよい。これにより、使用アンテナの候補の中から、選択率Ｒが最大のアンテナ１を選択することができるため、ＳＮＲが良いアンテナ１を使用アンテナとして選択することができる。
【００４４】
なお、本実施形態において、ステップＳ２でアンテナ選択部５は、選択率Ｒが第１の閾値αより大きいアンテナを使用アンテナの候補から除外する判定を行っているが、当該判定に加えて、選択率Ｒが第１の閾値αより小さい閾値α´以下のアンテナを使用アンテナの候補から除外する判定を行ってもよい。すなわち、選択率Ｒが、閾値α´＜選択率Ｒ≦閾値αとなるアンテナが使用アンテナの候補として特定されるように判定を行うことが可能である。これにより、選択率Ｒが低い、すなわち信号強度Ｐが小さいアンテナの選択を避け、通話品質を向上させることができる。また、信号領域内の信号を受信するアンテナが選択される確率を高めることができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る無線受信装置について説明する。第２実施形態は、第１実施形態とアンテナ選択方法は異なるが、その他の構成については同一である。そこで、以下では図７を参照してアンテナ選択部５によるアンテナ選択方法について説明し、その他の構成についての説明は省略する。
【００４６】
アンテナ選択部５は、測定部３から各アンテナ１の選択率Ｒを入力される（Ｓ７）と、まず、選択率Ｒのばらつき度合いを示す第１のばらつき量（以下、「ばらつき量Ｖ」という）を算出する（Ｓ８）。第１のばらつき量Ｖは、例えば、分散や標準偏差などであってもよいが、これに限られない。
【００４７】
次に、アンテナ選択部５は、算出した第１のばらつき量Ｖと予め定められた第２の閾値βの大小を比較する（Ｓ９）。これにより、複数のアンテナ間で雑音電力にばらつきが生じているか否か（ばらつきが大きいか小さいか）を判定する。
【００４８】
各アンテナ１の雑音電力にばらつきが生じている（ばらつきが大きい）場合、特定のアンテナ１の選択率Ｒが極端に大きくなるため、選択率Ｒのばらつき量Ｖは大きくなる。従って、ばらつき量Ｖが第２の閾値βより大きい場合は、雑音電力にバラつきが生じていると判定できる。なお、第２の閾値βは、無線受信装置の使用態様や構成部品の性能、無線の周波数帯などに応じて任意に設定することができる。
【００４９】
アンテナ選択部５は、第１のばらつき量Ｖと第２の閾値βの結果、第１のばらつき量Ｖが第２の閾値β以下の場合、雑音電力のばらつきは生じていない（ばらつきが小さい）と判定し、全アンテナ１を使用アンテナの候補として特定し（Ｓ１０）、使用アンテナの候補として特定されたアンテナ（全アンテナ）の中から使用アンテナを選択する（Ｓ１１）。
【００５０】
一方、第１のばらつき量Ｖが第２の閾値βより大きい場合、アンテナ選択部５は、雑音電力のばらつきが生じている（ばらつきが大きい）と判定し、各アンテナ１の選択率Ｒと第１の閾値αの大小を比較する（Ｓ１２）。
【００５１】
以降のアンテナ選択処理は第１実施形態と同様である。すなわち、アンテナ選択部５は、選択率Ｒが第１の閾値α以下のアンテナ１を使用アンテナ候補として特定し（Ｓ１３）、選択率Ｒが第１の閾値αより大きいアンテナ１を使用アンテナの候補から除外し（Ｓ１４）、ステップＳ１２の判定が全てのアンテナ１に対して終了したか判定し（Ｓ１５）、全てのアンテナ１について終了している場合には、使用アンテナの候補として特定されたアンテナ１の中から使用アンテナを選択する（Ｓ１１）。なお、ここでの使用アンテナの選択方法は任意であり、例えば、使用アンテナの候補として特定されたアンテナ１の中で、各エレメントＥの信号強度Ｐの合計値が最大のアンテナを使用アンテナとして選択してもよいし、選択率Ｒが最大のアンテナ１を使用アンテナとして選択してもよい。また、使用アンテナとして複数のアンテナ１が選択されてもよい。
【００５２】
以上説明したとおり、本発明の第２実施形態に係る無線受信装置において、アンテナ選択部５は、各アンテナ１の選択率Ｒのばらつきの度合いである第１のばらつき量Ｖを算出し、第１のばらつき量Ｖが予め定められた第２の閾値βよりも大きい場合、選択率Ｒが第１の閾値α以下のアンテナ１の中から使用アンテナを選択し、第１のばらつき量Ｖが第２の閾値β以下の場合、全アンテナの中から使用アンテナを選択する。
【００５３】
このような構成により、第２実施形態に係る無線受信装置は、雑音電力にばらつきが生じている（ばらつきが大きい）場合には、大きな雑音電力が入力されたことによりＳＮＲが悪いアンテナ１の選択を避けることができる。また、雑音電力にばらつきが生じていない（ばらつきが小さい）場合には、全アンテナ１の中から使用アンテナを選択することが可能であり、例えば、選択率Ｒが最大のアンテナ１を選択することにより、フェージング現象により受信電力が低下したアンテナ１の選択を避けることができる。したがって、雑音電力のばらつきがある場合にもない場合にも、ＳＮＲが良いアンテナを選択することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
さらに、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態とアンテナ選択方法は異なるが、その他の構成については同一である。そこで、以下では図８を参照してアンテナ選択部５におけるアンテナ選択方法について説明し、その他の構成についての説明は省略する。
【００５５】
アンテナ選択部５は、測定部４から各アンテナ１の選択率Ｒを入力される（Ｓ１６）と、まず、全アンテナ１の選択率Ｒのうち、予め定められた第３の閾値γ以下の選択率Ｒを特定し、特定した選択率Ｒのばらつきの度合いである第２のばらつき量ｖを算出する（Ｓ１７）。すなわち、第２のばらつき量ｖは、全アンテナ１の選択率Ｒのうち、予め定められた第３の閾値γ以下の選択率Ｒだけのばらつき度合いである。第２のばらつき量ｖは、例えば、分散や標準偏差であってもよいが、これに限られない。
【００５６】
次に、アンテナ選択部５は、算出された第２のばらつき量ｖと予め定められた第４の閾値δの大小を比較する（Ｓ１８）。これにより、第２実施形態と同様、複数のアンテナ間で雑音電力にばらつきが生じているか否か（ばらつきが大きいか小さいか）を判定する。なお、第４の閾値δは、無線受信装置の使用態様や構成部品の性能、無線の周波数帯などに応じて任意に設定することができる。
【００５７】
アンテナ選択部５は、上記比較の結果、第２のばらつき量ｖが第４の閾値δ以下の場合、雑音電力のばらつきはない（ばらつきは小さい）と判定し、全アンテナ１を使用アンテナの候補として特定し（Ｓ１９）、使用アンテナの候補として特定されたアンテナ（全アンテナ）の中から使用アンテナを選択する（Ｓ２０）。なお、ここでの使用アンテナの選択方法は任意であり、例えば、使用アンテナの候補として特定されたアンテナ１の中で、各エレメントＥの信号強度Ｐの合計値が最大のアンテナを使用アンテナとして選択してもよいし、選択率Ｒが最大のアンテナ１を使用アンテナとして選択してもよい。また、使用アンテナとして複数のアンテナ１が選択されてもよい。
【００５８】
一方、第２のばらつき量ｖが第４の閾値δより大きい場合、アンテナ選択部５は、雑音電力のばらつきがある（ばらつきは大きい）と判定し、全アンテナ１の選択率Ｒのばらつき量Ｖを算出する（Ｓ２１）。
【００５９】
以降のアンテナ選択処理は第２実施形態と同様である。すなわち、アンテナ選択部５は、第１のばらつき量Ｖと第２の閾値βの大小を比較し（Ｓ２２）、第１のばらつき量Ｖが第２の閾値β以下の場合、全アンテナ１を使用アンテナの候補として特定し（Ｓ１９）、第１のばらつき量Ｖが第２の閾値βより大きい場合、各アンテナ１の選択率Ｒと第１の閾値αの大小を比較する（Ｓ２３）。そして、アンテナ選択部５は、選択率Ｒが第１の閾値α以下の場合、そのアンテナ１を使用アンテナの候補として特定し（Ｓ２４）、選択率Ｒが第１の閾値αより大きい場合、そのアンテナ１を使用アンテナの候補から除外し（Ｓ２５）、ステップＳ２３の判定が全てのアンテナ１に対して終了したか判定し（Ｓ２６）、全てのアンテナ１について終了している場合には、使用アンテナの候補として特定されたアンテナ１の中から使用アンテナを選択する（Ｓ２０）。
【００６０】
以上説明したとおり、本発明の第３実施形態に係る無線受信装置において、アンテナ選択部５は、選択率Ｒが予め定められた第３の閾値γ以下のアンテナ１だけの、選択率Ｒのばらつきの度合いである第２のばらつき量ｖを算出し、第２のばらつき量ｖが予め定められた第４の閾値δ以下の場合、全アンテナ１の中から使用アンテナを選択し、第２のばらつき量ｖが第４の閾値δよりも大きい場合、第１のばらつき量Ｖを算出し、第１のばらつき量Ｖが第２の閾値βよりも大きい場合、選択率Ｒが第１の閾値Ｖ以下のアンテナ１の中から使用アンテナを選択し、第１のばらつき量Ｖが第２の閾値β以下の場合、全アンテナ１の中から使用アンテナを選択する。
【００６１】
時間周波数領域に含まれる周波数領域信号ｙのＳＮＲが大きい場合には、各アンテナ１に雑音電力が異なる場合であっても雑音電力の影響は小さく、フェージング現象による受信レベルの変動が選択率Ｒに対して支配的となる。この場合、フェージング現象の性質上、時間、周波数には変動があるため、ある時間・周波数のエレメントＥであるアンテナ１の信号強度Ｐが大きい場合であっても、別の時間・周波数のエレメントＥでは別のアンテナ１の信号強度Ｐが大きくなる。
【００６２】
一方、時間周波数領域に含まれる信号のＳＮＲが小さい場合、各アンテナ１に雑音電力が異なる場合には雑音電力の影響が大きく、雑音電力が選択率Ｒに対して支配的となる。この場合、どの時間・周波数のエレメントでも特定のアンテナ１の信号強度Ｐが大きくなる。
【００６３】
本発明の第３実施形態に係る無線受信装置は、以上のような構成により、時間周波数領域に含まれる周波数領域信号ｙのＳＮＲが大きい場合、すなわちフェージング現象による受信レベルの変動が選択率Ｒに対して支配的な場合には、全アンテナの中から使用アンテナを選択することが可能であり、例えば、選択率Ｒが最大のアンテナ１を使用アンテナとして選択することができる。これにより、フェージング現象により受信レベルの低下したアンテナ１の選択を避けることができる。
【００６４】
また、時間周波数領域に含まれる周波数領域信号ｙのＳＮＲが小さい場合、すなわち雑音電力の影響が選択率Ｒに対して支配的な場合には、雑音電力が大きいことにより選択率Ｒが極端に高くなったアンテナ１の選択を避けることができる。
【００６５】
尚、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１：アンテナ
２：周波数領域信号生成部
３：測定部
４：選択率算出部
５：アンテナ選択部
６：信号出力部
７：集積回路
Ｙ：受信信号
ｙ：周波数領域信号
Ｐ：信号強度
Ｒ：選択率
Ｖ：第１のばらつき量
ｖ：第２のばらつき量
Ｑ：使用アンテナ情報
Ｅ：エレメント
α：第１の閾値
β：第２の閾値
γ：第３の閾値
δ：第４の閾値
【図１】
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【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】
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【図８】
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