(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナと、
第２のアンテナと、
前記第１のアンテナの利得を調整する第１の調整回路と、
前記第２のアンテナの利得を調整する第２の調整回路と、
前記第１のアンテナから受信する第１の干渉電力を算出する第１の干渉電力算出部と、
前記第２のアンテナから受信する第２の干渉電力を算出する第２の干渉電力算出部と、
前記第１のアンテナの受信信号と前記第２のアンテナの受信信号との相関値を算出する相関算出部と、
前記第１の干渉電力、前記第２の干渉電力、前記相関値を用いて算出され、かつ、前記第１および第２のアンテナを介した受信性能に対する前記第１のアンテナの利得の影響よりも、前記第２のアンテナの利得の前記受信性能への影響が大きいと正の値をとる評価値を用いて、前記受信性能への影響がより大きい調整回路を選択する選択部と、
前記受信性能が改善されるように、選択された調整回路を優先的に調整する回路制御部
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの結合量を低減することにより、前記相関値を小さくする結合低減回路をさらに備え、
前記選択部は、
前記第１の干渉電力、前記第２の干渉電力、前記相関値を用いて表現され、かつ、前記受信性能に対する前記第１のアンテナの利得の影響が、前記相関値の前記受信性能への影響よりも大きいと正の値をとる評価関数を用いて、前記第１のアンテナの利得と前記相関値のいずれが前記受信性能に与える影響が大きいかを判定し、
前記相関値の方が前記第１のアンテナの利得よりも大きな影響を前記受信性能に及ぼすと判定した場合、前記結合低減回路を優先的に調整する回路として選択し、
前記回路制御部は、前記結合低減回路の調整を、前記第１および第２の調整回路の調整よりも優先する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記評価値および前記評価関数を用いて、前記第１のアンテナの利得、前記第２のアンテナの利得、前記相関値について、前記受信性能に対する影響の大きさの順序を決定すると共に、相対的に影響の大きな値の調整に用いられる回路の組み合わせを選択し、
前記回路制御部は、前記受信性能が改善されるように、前記選択された組み合わせに含まれる回路を調整する
ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記選択部は、前記第１のアンテナの利得と所定の数値の積に前記第１のアンテナの利得が変更されたときについての、前記第１および第２のアンテナから得られた受信信号と前記第１および第２のアンテナから受信した雑音と干渉電力の合計値との比である第１の信号対雑音干渉比を、前記第２のアンテナの利得と前記所定の数値の積に前記第２のアンテナの利得が変更されたときについての、前記第１および第２のアンテナから得られた受信信号と、前記第１および第２のアンテナから受信した雑音と干渉電力の合計値との比である第２の信号対雑音干渉比から差し引いた値の大きさに正比例する関数を、前記評価値の計算に用いる
ことを特徴とする請求項２または３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記選択部は、前記第１の信号対雑音干渉比から、前記相関値を前記所定の数値で割った値に前記相関値が変更されたときについての、前記第１および第２のアンテナから得られた受信信号と、前記第１および第２のアンテナから受信した雑音と干渉電力の合計値との比である第３の信号対雑音干渉比を差し引いた値の大きさに正比例する関数を、前記評価関数として用いる
ことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記選択部は、前記第１および第２のアンテナを用いたＭＩＭＯ通信が行われている場合に、前記第１のアンテナの利得と前記第２のアンテナの利得の差分である利得差と、前記相関値の関数として表され、前記受信性能が良いほど小さな値となる特性関数の値を計算すると共に、前記特性関数の計算値を閾値と比較し、
前記計算値が前記閾値よりも小さいと、前記選択部は、前記第１の調整回路と前記第２の調整回路を調整対象として選択するとともに、前記評価値を用いて、前記第１の調整回路と前記第２の調整回路とから優先的に調整する調整回路を選択する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項７】
前記選択部は、前記第１および第２のアンテナを用いたＭＩＭＯ通信が行われている場合に、前記第１のアンテナの利得と前記第２のアンテナの利得の差分である利得差と、前記相関値の関数として表され、前記受信性能が良いほど小さな値となる特性関数の値を計算すると共に、前記特性関数の計算値を閾値と比較し、
前記計算値が前記閾値よりも小さいと、前記選択部は、前記第１の調整回路と前記第２の調整回路を調整対象として選択するとともに、前記評価値を用いて、前記第１の調整回路と前記第２の調整回路とから優先的に調整する調整回路を選択し、
前記計算値が前記閾値以上の場合、前記選択部は、
前記第１の調整回路、前記第２の調整回路、および前記結合低減回路を調整対象として選択すると共に、
前記第１の調整回路、前記第２の調整回路、および前記結合低減回路について、前記評価値および評価関数を用いて、調整の優先順位を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項８】
第１のアンテナと第２のアンテナを含む通信装置において、
前記第１のアンテナから受信する第１の干渉電力を算出し、
前記第２のアンテナから受信する第２の干渉電力を算出し、
前記第１のアンテナの受信信号と前記第２のアンテナの受信信号との相関値を算出し、
前記第１の干渉電力、前記第２の干渉電力、前記相関値を用いて算出され、かつ、前記第１および第２のアンテナを介した受信性能に対する前記第１のアンテナの利得の影響よりも、前記第２のアンテナの利得の前記受信性能への影響が大きいと正の値をとる評価値を用いて、前記第１のアンテナの利得を調整する第１の調整回路と、前記第２のアンテナの利得を調整する第２の調整回路とから、前記受信性能への影響がより大きい調整回路を選択し、
選択した回路の調整を優先して、前記受信性能を改善する
処理を前記通信装置が実行することを特徴とする調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置と、通信装置に備えられたアンテナの調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数の利用効率を向上させるためにMultiple Input Multiple Output（ＭＩＭＯ）方式が利用されることがある。ＭＩＭＯ方式に対応した端末は、複数のアンテナを備えており、端末と基地局との間で複数のチャネルを同時に用いて通信することができる。しかし、端末が複数のアンテナを備えていると、アンテナ間の結合により、受信性能が劣化するという問題がある。例えば、アンテナＡとアンテナＢを備えている端末において、アンテナＡから送信された信号が別のアンテナＢに吸収されるために受信性能が劣化することがある。そこで、複数のアンテナ間での結合量を小さくするために、結合低減回路のインピーダンスが調整される。
【０００３】
関連する技術として、受信信号の電力を表す目的関数が実質的に最大となるように、可変リアクタンス素子のリアクタンス値を調整する方法が提案されている。リアクタンス値の調整により、アレーアンテナの主ビームが所望波の方向に向けられ、かつ、干渉波の方向にヌルが向けられる。また、アンテナビームを選択する方法についても幾つかの提案がある。例えば、マルチ無線信号伝搬パスを介して受信されるＲＦ信号の平均信号対干渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ、signal to interference and noise power ratio）を最大化するように、特定のアンテナビームの組合せを選択する通信装置が提案されている。基本アンテナビーム放射パターンごとに取得するチャネル評価に基づいて、信号の送信および／または受信のために、アンテナの選択を制御するアンテナビーム選択制御部を備える通信装置も考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０４１１２号公報
【特許文献２】特開２００７−３００６０６号公報
【特許文献３】特開２００８−６１２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数のアンテナの間の結合量を制御しても、各アンテナのインピーダンスが適切な値に調整されていない場合には、受信性能を改善できないという問題がある。近年は、端末の内部にアンテナが搭載されることが多いため、アンテナのインピーダンスは端末の使用状況によって変動しやすい。アンテナの性能が良好な場合はスループットが良好になるので、アンテナの性能を効率よく改善することが望ましい。また、背景技術で述べたいずれの方法でも、調製可能な回路のうちのどの回路を調整すると効率的にアンテナの性能を改善できるかを特定することができないため、効率的な制御ができないという問題がある。なお、背景技術では、ＭＩＭＯの場合について述べたが、ＭＩＭＯに限らず、複数のアンテナを備えた通信装置が用いられる際に受信性能を効率よく改善することが望ましい。
【０００６】
本発明は、受信性能を効率よく改善できる通信装置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】
【０００７】
実施形態に係る通信装置は、第１のアンテナ、第２のアンテナ、第１の調整回路、第２の調整回路、第１の干渉電力算出部、第２の干渉電力算出部、相関算出部、選択部、回路制御部を備える。第１の調整回路は、前記第１のアンテナの利得を調整する。第２の調整回路は、前記第２のアンテナの利得を調整する。第１の干渉電力算出部は、前記第１のアンテナから受信する第１の干渉電力を算出する。第２の干渉電力算出部は、前記第２のアンテナから受信する第２の干渉電力を算出する。相関算出部は、前記第１のアンテナの受信信号と前記第２のアンテナの受信信号との相関値を算出する。選択部は、評価値を用いて、前記受信性能への影響がより大きい調整回路を選択する。評価値は、前記第１の干渉電力、前記第２の干渉電力、前記相関値を用いて算出される。また、評価値は、前記第１および第２のアンテナを介した受信性能に対する前記第１のアンテナの利得の影響よりも、前記第２のアンテナの利得の前記受信性能への影響が大きいと正の値をとる。回路制御部は、前記受信性能が改善されるように、選択された調整回路を優先的に調整する。
【発明の効果】
【０００８】
通信装置の受信性能を効率よく改善できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る通信装置で行われる制御の例を説明する図である。
【図２】第１の実施形態に係る通信装置の例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る通信装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【図４】調整量と信号の電力の関係の例を示す図である。
【図５】第１の実施形態で行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図６】第２の実施形態に係る通信装置の例を示す図である。
【図７】調整量と相関値の関係の例を示す図である。
【図８】第２の実施形態で行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図９】第３の実施形態に係る通信装置の構成の例を示す図である。
【図１０】選択部で行われる判定の例を説明するフローチャートである。
【図１１】第４の実施形態での選択部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図１２】ＭＩＭＯの固有値と伝送特性の例を示す図である。
【図１３】第１固有値の大きさとアンテナ間での受信信号の相関値の関係の例を示す図である。
【図１４】第１固有値の大きさとアンテナ間の利得差の関係の例を示す図である。
【図１５】ＭＩＭＯのチャネル容量とＳＩＮＲの関係の例を示す図である。
【図１６】第５の実施形態での選択部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図１７】整合回路制御部の動作の変形例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、実施形態に係る通信装置で行われる制御の例を説明する図である。図１は、通信装置が通信先の基地局から信号Ｓを受信する場合の例を示す。通信装置は、アンテナＡ１とＡ２を備えており、アンテナＡ１の利得はＧ１、アンテナＡ２の利得はＧ２であるものとする。また、基地局からアンテナＡ１までの伝搬経路の状況を表す伝搬係数はＨ１であり、基地局からアンテナＡ２までの伝搬経路の状況を表す伝搬係数はＨ２であるものとする。通信装置は、基地局から受信する信号Ｓの他に、ノイズも受信してしまう。通信装置で受信されるノイズは、外部雑音（Ｉ）と内部雑音（Ｎ）の２つに分けられる。内部雑音Ｎは、通信装置に含まれているCentral Processing Unit（ＣＰＵ）、メモリなどの動作によって発生するノイズである。外部雑音は、通信装置が受信した信号のうち通信装置で受信しようしている信号Ｓ以外の信号である。そこで、通信装置は、外部雑音の電力と内部雑音の電力の合計に対する信号Ｓの電力の比率（ＳＩＮＲ）が大きくなるように調整を行って、通信装置の受信性能を改善する。
【００１１】
通信装置は、アンテナＡ１の利得がｋ倍にされたときのＳＩＮＲ（ＳＩＮＲ１）を、アンテナＡ２の利得がｋ倍にされたときのＳＩＮＲ（ＳＩＮＲ２）から差し引いた値に正比例する関数を第１の評価関数として保持する。ｋは、実装に応じて設定され、１より大きな任意の値をとりうる。ここで、第１の評価関数の値はＳＩＮＲ２−ＳＩＮＲ１に正比例しているので、第１の評価関数の値が正であることは、アンテナＡ２の利得をｋ倍にする方が、アンテナＡ１の利得をｋ倍にするよりも通信装置の受信性能を改善できることを意味する。一方、第１の評価関数の値が負であることは、アンテナＡ１の利得をｋ倍にする方が、アンテナＡ２の利得をｋ倍にするよりも通信装置の受信性能を改善できることを意味する。
【００１２】
さらに、第１の評価関数は、アンテナＡ１を介した干渉電力、アンテナＡ２を介した干渉電力、および、アンテナＡ１の受信信号とアンテナＡ２の受信信号の相関値から求められる値である。第１の評価関数の計算値を、評価値と記載することがある。干渉電力や相関値は、測定することができるので、第１の評価関数の値（評価値）は、測定可能な値から実験的に求めることができる。従って、通信装置は、実験的に求めた値を使って得られた第１の評価関数の値により、アンテナＡ１とアンテナＡ２のいずれの利得が通信装置の受信性能に大きな影響を及ぼすかを判定できる。通信装置は、影響が大きい方のアンテナの利得を調整するために用いられる整合回路のインピーダンスを調整することにより、通信装置の受信性能を改善する。
【００１３】
また、通信装置は、アンテナＡ１とＡ２の間の結合量を低減することにより、アンテナＡ１の受信信号とアンテナＡ２の受信信号の相関値を小さくする結合低減回路を備えることもできる。この場合、通信装置は、第２の評価関数も保持している。第２の評価関数は、ＳＩＮＲ１から、アンテナＡ１の受信信号とアンテナＡ２の受信信号の相関値が１／ｋ倍にされたときのＳＩＮＲ（ＳＩＮＲ３）を差し引いた値に正比例する関数である。第２の評価関数が正の値をとると、アンテナＡ１の利得をｋ倍にする方が、相関値を１／ｋ倍にするよりも受信性能を改善できることを意味する。一方、第２の評価関数が負の値をとると、アンテナＡ１の利得をｋ倍にするよりも、相関値を１／ｋ倍にする方が受信性能を改善できることを意味する。また、第２の評価関数も、第１の評価関数と同様に、干渉電力や相関値など、実際に測定可能な値から求めることができる。
【００１４】
このように、通信装置は、第１の評価関数や第２の評価関数を用いることにより、受信性能に与える影響が大きな回路を特定することができる。ここで、第１および第２の評価関数のいずれも、測定により求められない値を含まないため、通信装置は、干渉電力や相関値などの実測値を用いて、受信性能に与える影響の大きさを各回路について評価することができる。さらに、通信装置は、受信性能を改善できるように、受信性能に与える影響が大きな回路を優先的に調整する。このため、通信装置は、受信性能を効率的に改善することができる。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る通信装置１０の例を示す。通信装置１０は、アンテナＡ１、Ａ２、整合回路１２（１２ａ、１２ｂ）、結合低減回路１３、整合回路制御部２１（２１ａ、２１ｂ）、相関算出部３１、干渉電力算出部３２（３２ａ、３２ｂ）、選択部３３を備える。整合回路１２は、アンテナの利得の調整に用いられる。整合回路１２ａのインピーダンスを調整することにより、アンテナＡ１の利得が変更されるものとする。また、整合回路１２ｂのインピーダンスを調整することにより、アンテナＡ２の利得が変更されるものとする。結合低減回路１３は、アンテナＡ１とアンテナＡ２の結合量を小さくするために用いられる。以下の説明では、２つのアンテナを備える通信装置１０の一方のアンテナから出力された信号を、他方のアンテナが受信したことにより他方のアンテナを介して観測される電力のことを結合電力と記載する。なお、結合量は、結合電力に限られず、例えば、アンテナＡ１から送信された信号が別のアンテナＡ２に吸収された場合、アンテナＡ２で観測された信号の強度を「結合量」とすることもできる。
【００１６】
相関算出部３１は、アンテナＡ１が受信した受信信号と、アンテナＡ２が受信した受信信号の相関値を算出する。相関算出部３１は、算出した相関値を選択部３３に出力する。干渉電力算出部３２ａは、アンテナＡ１の受信電力と、アンテナＡ１を介して受信された信号Ｓの強度から、アンテナＡ１を介して受信した干渉電力の強度を算出する。干渉電力算出部３２ｂは、アンテナＡ２の受信電力と、アンテナＡ２を介して受信された信号Ｓの強度から、アンテナＡ２を介して受信した干渉電力の強度を算出する。干渉電力算出部３２ａ、３２ｂは、いずれも、算出した干渉電力の強度を選択部３３に出力する。
【００１７】
選択部３３は、相関算出部３１から入力された相関値、干渉電力算出部３２ａから入力された干渉電力、および、干渉電力算出部３２ｂから入力された干渉電力を用いて、第１の評価関数の値を求める。さらに、選択部３３は、算出結果に基づいて整合回路１２ａと整合回路１２ｂのうちでＳＩＮＲへの影響が大きい回路を特定し、特定した回路を優先的に調整する対象として選択する。例えば、第１の評価関数は、アンテナＡ１の利得をｋ倍にしたときのＳＩＮＲの予測値（ＳＩＮＲ１）と、アンテナＡ２の利得をｋ倍にしたときのＳＩＮＲの予測値（ＳＩＮＲ２）の差に正比例する関数である。以下の説明では、ｋは、１より大きな値であるものとする。選択部３３は、ＳＩＮＲ１＞ＳＩＮＲ２の場合は、アンテナＡ１の利得を変更することによってＳＩＮＲを改善できる可能性が高いと判定し、整合回路１２ａを優先的に処理する回路として選択する。一方、ＳＩＮＲ１＜ＳＩＮＲ２の場合、選択部３３は、アンテナＡ２の利得を変更することによってＳＩＮＲを改善できる可能性が高いと判定し、整合回路１２ｂを優先的に処理する回路として選択する。選択部３３は、整合回路１２ａを調整する際は、整合回路制御部２１ａに整合回路１２ａの利得を大きくすることを要求する。一方、整合回路１２ｂを調整する場合、選択部３３は、整合回路制御部２１ｂに対して、整合回路１２ｂの利得を大きくすることを要求する。
【００１８】
整合回路制御部２１ａは、予め決められた値ずつ、整合回路１２ａのコイルのインダクタンスやコンデンサの容量を変更しながら、整合回路１２ａから出力される信号の電力を測定する。整合回路制御部２１ａは、インダクタンスやコンデンサの容量の変化量に対応付けて、整合回路１２ａから出力される信号の電力を記録する。整合回路制御部２１ａは、コイルとコンデンサを、記録した電力の中で最も大きな値が得られたときの条件に設定する。整合回路制御部２１ａは、コイルやコンデンサを調整する前の値が信号の電力の最大値である場合は、その旨を選択部３３に通知する。整合回路制御部２１ｂは、整合回路１２ｂを処理対象として整合回路制御部２１ａと同様の処理を行う。
【００１９】
図３は、第１の実施形態に係る通信装置１０のハードウェア構成の例を示す。通信装置１０は、アンテナＡ１、Ａ２、整合回路１２ａ、１２ｂ、結合低減回路１３、Radio Frequency（ＲＦ）回路２０、ベースバンド（ＢＢ、Base-band）信号処理回路３０、および、メモリ１を備える。ＲＦ回路２０は、整合回路制御部２１ａおよび整合回路制御部２１ｂとして動作し、選択部３３で選択された回路の調整を行う。また、ＲＦ回路２０は、通信装置１０と基地局の間で送受信される信号の変調、復調などの処理も行う。相関算出部３１、干渉電力算出部３２ａ、３２ｂ、選択部３３は、ベースバンド信号処理回路３０により実現される。ベースバンド信号処理回路３０では、さらに、ベースバンド信号の処理なども行われる。メモリ１は、ＲＦ回路２０やベースバンド信号処理回路３０の処理に用いられるデータ等を記憶する。
【００２０】
次に、ＳＩＮＲの計算式と選択部３３で用いられる第１の評価関数について説明する。まず、ＳＩＮＲをアンテナＡｉ（ｉは１もしくは２）の利得の関数として表す。アンテナＡｉの受信信号をｖｉ、入力信号をｓとすると、ｖｉは以下のように表される。
【数１】
0005810994.tif 000002
ここで、ｘｉ＝ＧｉＨｉ、ｍｉ＝ＧｉＩｉ＋Ｎｉである。また、ＧｉはアンテナＡｉの利得、Ｈｉは通信装置１０と通信している基地局からアンテナＡｉまでの伝搬経路の状態を表す伝搬係数、ＩｉはアンテナＡｉが受信する外部雑音、ＮｉはアンテナＡｉの内部雑音である。アンテナ間では内部雑音の平均値が同じで、外部雑音の平均値も同じであるとすると、以下の式が成り立つ。
【数２】
0005810994.tif 000003
ここで、ＰＩは外部干渉電力、ＰＮは内部雑音電力を表す。従って、行列Ｚを（３）とすると、式（２ａ）と（２ｂ）を用いて、式（４）のように表せる。
【数３】
0005810994.tif 000004
【数４】
0005810994.tif 000005
さらに、式（５）を用いると、入力信号ｓの平均電力が１であれば、ＳＩＮＲは式（６）のように表せる。
【数５】
0005810994.tif 000006
【数６】
0005810994.tif 000007
式（６）において、アンテナ間での干渉信号の相関は、受信信号のアンテナ間の相関と等しいと仮定すると、ＳＩＮＲは、アンテナの利得と相関値ｒの関数として式（７）のように表せる。
【数７】
0005810994.tif 000008
【００２１】
さらに、ＳＩＮＲ１とＳＩＮＲ２の大小関係を、通信装置１０で測定される干渉電力と相関値を用いて求めるために、ＳＩＮＲ２−ＳＩＮＲ１に比例する値である第１の評価関数を導く。ＳＩＮＲ１の計算式を式（８）、ＳＩＮＲ２の計算式を式（９）に示す。なお、式（８）、（９）では、見やすくするために、ｋの２乗をａと記載している。
【数８】
0005810994.tif 000009
【数９】
0005810994.tif 000010
すると、ＳＩＮＲ２−ＳＩＮＲ１は式（１０）のように表せる。
【数１０】
0005810994.tif 000011
【００２２】
ＳＩＮＲ１とＳＩＮＲ２のいずれも正の値であるため、式（８）と式（９）の分母はいずれも正の値である。そこで、式（１０）を通分したときの分子は、式（１１）のように表現できる。
【数１１】
0005810994.tif 000012
従って、式（１２）に示す関係が成り立つ。
【数１２】
0005810994.tif 000013
アンテナＡ１とアンテナＡ２の干渉電力は、式（１３）で表され、アンテナＡ１の受信信号とアンテナＡ２の受信信号の相関値は式（１４）で表される。
【数１３】
0005810994.tif 000014
【数１４】
0005810994.tif 000015
さらに、ｋは１以上の値であり、ａ＝ｋ２であるため、（ａ−１）は正の値である。また、式（２ｂ）より、ＰＮも正の値をとる。そこで、式（１２）〜（１４）と、ＰＮ×（ａ−１）が正であることより、式（１５）の関係が得られる。
【数１５】
0005810994.tif 000016
【００２３】
選択部３３は式（１５）の右辺を第１の評価関数として用いる。ここで、第１の評価関数はＹ１、Ｙ２、ｒ、ＰＮ、ｋで表されている。Ｙ１は干渉電力算出部３２ａで算出され、Ｙ２は干渉電力算出部３２ｂで算出される。ｒは相関算出部３１で算出される。またｋは任意に設定される定数である。さらにＰＮは、内部雑音の電力であるため、通信装置１０に応じて決定される定数であり、実験的に求められる。従って、選択部３３は、ＰＮの値を予め保持していれば、第１の評価関数の値を求めることができる。
【００２４】
ＳＩＮＲ２−ＳＩＮＲ１の値が正である場合、選択部３３は、アンテナＡ２の利得を変更する方がＳＩＮＲの改善に有利であると判定する。また、ＳＩＮＲ２−ＳＩＮＲ１＝０であれば、アンテナＡ１の利得がＳＩＮＲに与える影響の大きさと、アンテナＡ２の利得がＳＩＮＲに与える影響の大きさは同じである。従って、式（１６）が成り立つ場合、選択部３３は、整合回路制御部２１ｂに対し、整合回路１２ｂの利得の調整を要求する。
【数１６】
0005810994.tif 000017
【００２５】
一方、式（１７）が成り立つ場合、ＳＩＮＲ２−ＳＩＮＲ１は負である。このため、選択部３３は、アンテナＡ１の利得を変更する方がＳＩＮＲの改善に有利であると判定して、整合回路制御部２１ａに対し、整合回路１２ａの利得の調整を要求する。
【数１７】
0005810994.tif 000018
【００２６】
以下、選択部３３での選択結果に応じて行われる整合回路１２の調整の方法の例について説明する。ここでは、式（１６）が成り立ち、アンテナＡ２の利得が調整される場合を例とする。整合回路制御部２１ｂは、整合回路１２ｂに含まれている可変コイルのインダクタンスや、可変コンデンサの容量を変更し、整合回路１２ｂから出力される信号の電力を測定する。ここでは、説明を分かりやすくするために、整合回路１２ｂ中の可変素子として、可変コイルが１つ含まれている場合を例とする。
【００２７】
整合回路制御部２１ｂは、予め設定された変化量の範囲内で整合回路１２ｂの可変コイルのインダクタンスを調整し、調整量と対応付けて信号の電力の測定結果を、図４（ａ）に示すように記憶することができる。図４（ａ）には、整合回路１２ｂの可変コイルのインダクタンスを、現在の設定値から−５ｎＨから＋１５ｎＨまで５ｎＨごとに変更したときに整合回路１２ｂから出力される信号の電力の値が、調整量と対応付けて記録されている。例えば、調整前の整合回路１２ｂからはＧｂ０の電力の信号が出力されているが、可変コイルのインダクタンスを５ｎＨ小さくすると、整合回路１２ｂから出力される信号の電力はＧｂ１になる。
【００２８】
次に、整合回路制御部２１ｂは、素子の設定を変更する前の信号の電力と、素子の設定を変更したときに得られた信号の電力の測定結果を比較し、信号の電力が最大になったときの設定を採用して整合回路１２ｂを調整する。例えば、図４（ａ）に示す例では、可変コイルのインダクタンスが整合回路１２ｂの設定の変更前よりも５ｎＨ大きくされた場合に、信号の電力がＧｂ２となったとする。さらに、Ｇｂ２は、Ｇｂ０〜Ｇｂ４の中では最大の値である。すると、整合回路制御部２１ｂは、整合回路１２ｂのコイルのインダクタンスを５ｎＨ大きくして、調整を終了する。ここで、整合回路制御部２１ｂは、整合回路１２ｂの調整を行うことによりアンテナＡ２から受信される信号強度を大きくしているので、アンテナＡ２の利得を大きくしていることになる。
【００２９】
一方、図４（ｂ）に示すように、整合回路制御部２１ｂが整合回路１２ｂの設定を変更しても、整合回路１２ｂから出力される信号の電力を設定の変更前の値（Ｇｂ０）よりも大きくすることができなかったとする。すると、整合回路制御部２１ｂは、整合回路１２ｂの設定を変更せずに、選択部３３に対し、整合回路１２ｂの調整によっては信号の電力を大きくできないことを通知する。例えば、整合回路制御部２１ｂは、選択部３３に対し、整合回路１２ｂの調整により信号の電力が大きくならないことを示す信号を出力することができる。
【００３０】
選択部３３は、整合回路１２ｂの調整では信号の電力の強度が大きくならないことを、整合回路制御部２１ｂから通知されると、整合回路制御部２１ａに対して、整合回路１２ａを調整することを要求する。整合回路制御部２１ａは、整合回路制御部２１ｂと同様の手順により、整合回路１２ａに含まれている可変コイルの値を変更し、整合回路１２ａから出力される信号の電力を測定する。ここでは、図４（ｃ）に示すような結果が得られたとする。すると、整合回路制御部２１ａは、最大値であるＧａ３が得られたときの設定にするために、可変コイルのインダクタンスを１０ｎＨ大きな値にする。なお、整合回路１２ａの調整によって、アンテナＡ１の利得が変更されることになる。
【００３１】
式（１７）が成り立つ場合、整合回路制御部２１ａは、選択部３３からの要求に応じて、整合回路１２ａに含まれている可変素子の設定を変更し、得られた信号の電圧を設定の変化量と対応付けて記憶する。例えば、整合回路制御部２１ａは、整合回路１２ａの調整により、図４（ｃ）のテーブルを生成することができる。整合回路制御部２１ａは、信号の電圧が最も大きい場合の設定に可変素子を設定する。また、信号の電圧が設定の変更前よりも大きくできない場合は、整合回路制御部２１ｂと同様に、選択部３３に通知を行う。この場合、選択部３３からの要求に応じて、整合回路制御部２１ｂが整合回路１２ｂの調整を行う。
【００３２】
なお、整合回路制御部２１ａ、２１ｂのいずれについても、整合回路１２ａ、１２ｂに含まれている素子の調整範囲は実装に応じて任意に設定され、また、調整範囲の設定がされていなくても良いものとする。調整範囲が設定されていない場合、整合回路制御部２１ａは、整合回路１２ａについて、可変素子が取り得る全ての値について整合回路１２ａの出力を求め、出力された電力が最大となった条件に整合回路１２ａを設定する。整合回路制御部２１ｂも、調整範囲が設定されていない場合は、同様に、整合回路１２ｂが取り得る全ての設定から、整合回路１２ｂの出力信号の電力が最大となったときの設定を採用する。さらに、整合回路制御部２１ａは整合回路１２ａに含まれている全ての可変素子についての設定を変更することができ、整合回路制御部２１ｂは整合回路１２ｂ中の全ての可変素子について設定を変更できるものとする。
【００３３】
図５は、第１の実施形態で行われる動作の例を説明するフローチャートである。選択部３３は、第１の評価関数の値を求める（ステップＳ１）。第１の評価関数の計算値が負である場合、ＳＩＮＲ２−ＳＩＮＲ１は負であるため、選択部３３は、整合回路１２ａの調整を優先することを決定する（ステップＳ２でＹｅｓ）。選択部３３は、整合回路制御部２１ａに整合回路１２ａの調整を要求する。整合回路制御部２１ａは、整合回路１２ａから出力されている信号の電圧をＶａとして記憶する（ステップＳ３）。さらに、整合回路制御部２１ａは、整合回路１２ａに含まれている可変素子の設定を変更することにより、整合回路１２ａのインピーダンスを変更し、整合回路１２ａから出力される信号の電圧が最大になるように可変素子の設定を変更する（ステップＳ４）。整合回路制御部２１ａは、整合回路１２ａから出力される信号の電圧がＶａよりも高いかを判定する（ステップＳ５）。整合回路１２ａから出力される信号の電圧がＶａよりも高い場合、回路の調整は終了する（ステップＳ５でＹｅｓ）。しかし、整合回路１２ａから出力される信号の電圧がＶａ以下の場合、整合回路制御部２１ａは整合回路１２ａの調整では通信装置１０の受信性能が改善されないことを選択部３３に通知する。すると、選択部３３は、整合回路制御部２１ｂに整合回路１２ｂの調整を要求する。整合回路制御部２１ｂは、整合回路１２ｂの可変素子の設定を変更しながら整合回路１２ｂから出力される信号の電圧を測定し、整合回路１２ｂの信号の電圧が最大になるように整合回路１２ｂを調整する（ステップＳ６）。
【００３４】
第１の評価関数の計算値が０以上である場合、ＳＩＮＲ２−ＳＩＮＲ１は０以上であるため、選択部３３は、整合回路１２ｂの調整を優先することを決定し、整合回路制御部２１ｂに整合回路１２ｂの調整を要求する（ステップＳ２でＮｏ）。整合回路制御部２１ｂは、整合回路１２ｂから出力されている信号の電圧をＶｂとして記憶する（ステップＳ７）。さらに、整合回路制御部２１ｂは、整合回路１２ｂ中の可変素子の設定を変更することにより、整合回路１２ｂから出力される信号の電圧を最大にする（ステップＳ８）。整合回路制御部２１ｂは、整合回路１２ｂから出力される信号の電圧がＶｂよりも高いかを判定する（ステップＳ９）。整合回路１２ｂから出力される信号の電圧がＶｂよりも高い場合、回路の調整は終了する（ステップＳ９でＹｅｓ）。整合回路１２ｂから出力される信号の電圧がＶｂ以下の場合、整合回路制御部２１ｂは整合回路１２ｂの調整では通信装置１０の受信性能が改善されないことを選択部３３に通知する。すると、選択部３３は、整合回路制御部２１ａに整合回路１２ａの調整を要求する。整合回路制御部２１ａは、整合回路１２ａの可変素子の設定を変更することにより、整合回路１２ａから出力される信号の電圧が最大になるように調整する（ステップＳ９でＮｏ、ステップＳ１０）。
【００３５】
このように、通信装置１０は、第１の評価関数を用いることにより、整合回路１２ａと整合回路１２ｂのいずれが受信性能に大きな影響を及ぼすかを特定することができる。また、第１の評価関数は、実験的に求められない値を含まないため、通信装置１０は、干渉電力や相関値などの実測値を用いて、受信性能に与える影響の大きさを各回路について評価することができる。さらに、通信装置１０は、受信性能を改善できるように、特定した回路を優先的に調整する。このため、通信装置１０は、受信性能を効率的に改善することができる。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
図６は、第２の実施形態に係る通信装置４０の構成の例を示す。第２の実施形態では、整合回路１２ａと結合低減回路４３に可変素子が含まれている場合を例として説明する。ここで、アンテナＡ１の利得はアンテナＡ２の利得以上の値であっても良く、また、アンテナＡ１の利得の方がアンテナＡ２の利得よりも小さくても良いものとする。
【００３７】
通信装置４０は、選択部４１、結合低減回路制御部４２、結合低減回路４３、アンテナＡ１、アンテナＡ２、整合回路１２（１２ａ、１２ｂ）、整合回路制御部２１ａ、相関算出部３１、干渉電力算出部３２（３２ａ、３２ｂ）を備える。アンテナＡ１、アンテナＡ２、整合回路１２ａ、１２ｂ、整合回路制御部２１ａ、相関算出部３１、干渉電力算出部３２ａ、３２ｂの動作は、第１の実施形態と同様である。結合低減回路制御部４２は、ＲＦ回路２０によって実現される。また、選択部４１は、ＢＢ信号処理回路３０によって実現されるものとする。
【００３８】
結合低減回路４３は、可変素子を備えており、アンテナＡ１とアンテナＡ２の結合量を小さくする。結合低減回路制御部４２は、結合低減回路４３のリアクタンスを調整することにより、アンテナＡ１とアンテナＡ２の結合量を変更することができる。アンテナＡ１とアンテナＡ２の結合量が大きくなると、アンテナＡ１で受信する受信電力の値とアンテナＡ２で受信する受信信号の相関が大きくなる。そこで、結合低減回路制御部４２は、選択部４１からの要求に応じて、相関値が小さくなるように結合低減回路４３に含まれている可変素子の設定を変更する。
【００３９】
選択部４１は、相関算出部３１から入力された相関値、干渉電力算出部３２ａから入力された干渉電力、および、干渉電力算出部３２ｂから入力された干渉電力を用いて、第２の評価関数の値を求める。第２の評価関数は、アンテナＡ１の利得をｋ倍にしたときのＳＩＮＲの予測値（ＳＩＮＲ１）と、アンテナＡ１とＡ２の受信信号の相関値を１／ｋ倍にしたときのＳＩＮＲの予測値（ＳＩＮＲ３）の差に正比例する関数である。以下の説明でも、ｋは１より大きな値であるものとする。第２の評価関数の導出方法と具体例については後述する。選択部４１は、第２の評価関数の値がＳＩＮＲ１＞ＳＩＮＲ３であることを示す場合は、アンテナＡ１の利得を変更することによって受信性能を改善できる可能性が高いと判定し、整合回路１２ａを優先的に調整する回路として選択する。一方、評価関数の値がＳＩＮＲ１＜ＳＩＮＲ３であることを意味する場合、選択部４１は、相関値を小さくすることによって受信性能を改善できる可能性が高いと判定し、結合低減回路４３を優先的に調整する回路として選択する。
【００４０】
選択部４１は、整合回路１２ａを優先的に調整する回路として選択すると、整合回路制御部２１ａに整合回路１２ａの利得を大きくすることを要求する。一方、結合低減回路４３を優先的に調整する対象として選択した場合、選択部４１は、結合低減回路制御部４２ｂに対して、結合低減回路４３でアンテナＡ１とアンテナＡ２の結合量を小さくすることを要求する。
【００４１】
次に、選択部４１で用いられる第２の評価関数の導出方法と第２の評価関数の具体例について説明する。ＳＩＮＲ１は先に述べた式（８）のとおりである。また、ＳＩＮＲ３は、式（７）から次式のように表すことができる。なお、以下でも、適宜、計算式中ではｋの２乗をａと記載している。
【数１８】
0005810994.tif 000019
【００４２】
従って、式（８）と式（１８）より、式（１９）が得られる。
【数１９】
0005810994.tif 000020
【００４３】
ＳＩＮＲ１とＳＩＮＲ３のいずれも正の値であるため、式（８）と式（１８）の分母はいずれも正の値である。そこで、式（１９）を通分したときの分子Ａは、式（２０）のように表現できる。
【数２０】
0005810994.tif 000021
式（２０）をさらに変形すると、以下のようになる。
【数２１】
0005810994.tif 000022
ここで、ｋが１より大きいこととａ＝ｋ２であることから、（ａ−１）は正の値である。また、アンテナＡ１の利得の絶対値の２乗も正の値である。さらに、ＰＮも式（２ｂ）から正の値をとるといえる。従って、式（２１）より式（２２）が得られる。
【数２２】
0005810994.tif 000023
式（２２）に式（１３）を代入すると、式（２３）が得られる。
【数２３】
0005810994.tif 000024
【００４４】
選択部４１は式（２３）の右辺を第２の評価関数として用いる。ここで、Ｙ１は干渉電力算出部３２ａで算出され、Ｙ２は干渉電力算出部３２ｂで算出される。ｒは相関算出部３１で算出される。またｋは任意に設定される定数である。さらにＰＮは、内部雑音の電力であるため、通信装置４０ごとに決定される定数であり、実験的に求められる。従って、選択部４１は、ＰＮの値を予め保持していれば、第２の評価関数の値を求めることができる。
【００４５】
ＳＩＮＲ１−ＳＩＮＲ３が正である場合、選択部４１は、アンテナＡ１の利得を大きくする方が、相関値を小さくするよりもＳＩＮＲの改善に有利であると判定する。また、ＳＩＮＲ１−ＳＩＮＲ３＝０である場合は、アンテナＡ１の利得をｋ倍に調整することがＳＩＮＲに及ぼす影響の大きさと、相関値を１／ｋ倍に調整することがＳＩＮＲに及ぼす影響の大きさは同じであると予測できる。そこで、式（２４）が成り立つ場合、選択部４１は、整合回路制御部２１ａに対し、整合回路１２ａの利得の調整を要求する。
【数２４】
0005810994.tif 000025
【００４６】
一方、式（２５）が成り立つ場合、ＳＩＮＲ１−ＳＩＮＲ３は負である。このため、選択部４１は、相関値を小さくする方がアンテナＡ１の利得を大きくするよりもＳＩＮＲを改善しやすいと判定して、結合低減回路制御部４２に対し、結合低減回路４３の結合量を減少させるように調整することを要求する。
【数２５】
0005810994.tif 000026
【００４７】
式（２４）が成り立ち、アンテナＡ１の利得が調整される場合に整合回路制御部２１ａで行われる処理は、第１の実施形態で式（１７）が成り立つ場合と同様である。整合回路１２ａの出力信号の電圧が大きくすることができないことを、整合回路制御部２１ａから通知されると、選択部４１は、結合低減回路制御部４２に結合低減回路４３の調整を要求する。結合低減回路制御部４２は、結合低減回路４３に含まれている可変素子を用いて結合低減回路４３のインピーダンスを変更すると共に、アンテナＡ１とアンテナＡ２の受信信号の相関値を相関算出部３１から取得する。結合低減回路制御部４２は、可変素子の設定と対応付けて図７に示すように、得られた相関値を記録する。なお、図７の例では、１つの可変コンデンサの容量が変更された場合の例を示しているが、結合低減回路４３は可変コイルを備えることができ、また、可変コンデンサと可変コイルの両方を備えることもできる。また、結合低減回路制御部４２によって調整される可変コイルの数、および、可変コンデンサの数は、実装に応じて任意に変更されるものとする。結合低減回路制御部４２は、結合低減回路４３に含まれる可変素子の各々を、相関値が最も小さくなったときの値に設定する。例えば、図７の例では、Ｃｏｒ２が相関値の最小値であるので、結合低減回路制御部４２は、結合低減回路４３の可変コンデンサの容量を０．５ｐＦ小さくする。
【００４８】
式（２５）が成り立つ場合も、結合低減回路制御部４２は、選択部４１からの要求に応じて、結合低減回路４３に含まれている可変素子の設定を変更し、得られた信号の相関値を設定の変化量と対応付けて記憶する。結合低減回路制御部４２は、信号の電圧が最も大きい場合の設定に可変素子を設定する。また、信号の電圧が設定の変更前よりも大きくできない場合は、整合回路制御部２１ａと同様に、選択部４１に通知を行う。この場合、選択部４１からの要求に応じて、整合回路制御部２１ａが整合回路１２ａの調整を行う。
【００４９】
図８は、第２の実施形態で行われる動作の例を説明するフローチャートである。選択部４１は、第２の評価関数の値を求める（ステップＳ２１）。第２の評価関数の計算値が０以上である場合、ＳＩＮＲ１−ＳＩＮＲ３は０以上であるため、選択部３３は、整合回路１２ａの調整を優先することを決定する（ステップＳ２２でＹｅｓ）。ステップＳ２３〜Ｓ２５の処理は、図５を参照しながら説明したステップＳ３〜Ｓ５と同様である。ステップＳ２５で整合回路１２ａから出力される信号の電圧がＶａ以下の場合、整合回路制御部２１ａは整合回路１２ａの調整では通信装置４０の受信性能が改善されないことを選択部４１に通知する（ステップＳ２５でＮｏ）。すると、選択部４１は、結合低減回路制御部４２に結合低減回路４３の調整を要求する。結合低減回路制御部４２は、アンテナＡ１の受信信号とアンテナＡ２の受信信号の相関値が最小になるように結合低減回路４３を調整する（ステップＳ２６）。
【００５０】
第２の評価関数の計算値が負である場合、ＳＩＮＲ１−ＳＩＮＲ３は負であるため、選択部４１は、結合低減回路４３の調整を優先することを決定し、結合低減回路制御部４２に結合低減回路４３の調整を要求する（ステップＳ２２でＮｏ）。結合低減回路制御部４２は、結合低減回路４３の調整を行う前の相関値をＣｏｒ０として記憶する（ステップＳ２７）。さらに、結合低減回路制御部４２は、結合低減回路４３中の可変素子の設定を変更することにより、アンテナＡ１の受信信号とアンテナＡ２の受信信号の相関値を最小にする（ステップＳ２８）。結合低減回路制御部４２は、相関値がＣｏｒ０よりも低いかを判定する（ステップＳ２９）。相関値がＣｏｒ０よりも低い場合、回路の調整は終了する（ステップＳ２９でＹｅｓ）。相関値がＣｏｒ０以上の場合、結合低減回路制御部４２は、結合低減回路４３の調整では通信装置１０の受信性能が改善されないことを選択部４１に通知する。すると、選択部４１は、整合回路制御部２１ａに整合回路１２ａの調整を要求する。整合回路制御部２１ａは、整合回路１２ａの可変素子の設定を変更することにより、整合回路１２ａから出力される信号の電圧が最大になるように調整する（ステップＳ２９でＮｏ、ステップＳ３０）。
【００５１】
以上で述べたように、通信装置４０は、第２の評価関数を用いることにより、整合回路１２ａと結合低減回路４３のいずれが受信性能に大きな影響を及ぼすかを特定することができる。また、第２の評価関数は、実験的に求められない値を含まないため、通信装置４０は、干渉電力や相関値などの実測値を用いて、受信性能に与える影響の大きさを各回路について評価することができる。通信装置４０は、受信性能への影響が大きい回路を優先的に調整することにより、受信性能を効率的に改善することができる。
【００５２】
＜第３の実施形態＞
図９は、第３の実施形態に係る通信装置５０の構成の例を示す。第３の実施形態では、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３に可変素子が含まれている場合を例として説明する。通信装置５０は、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３を調整することにより、受信性能を改善するものとする。
【００５３】
通信装置５０は、選択部５１、アンテナＡ１、アンテナＡ２、整合回路１２（１２ａ、１２ｂ）、整合回路制御部２１（２１ａ、２１ｂ）、相関算出部３１、干渉電力算出部３２（３２ａ、３２ｂ）、結合低減回路制御部４２、結合低減回路４３を備える。アンテナＡ１、アンテナＡ２、整合回路１２ａ、１２ｂ、整合回路制御部２１ａ、２１ｂ、相関算出部３１、干渉電力算出部３２ａ、３２ｂの動作は、第１もしくは第２の実施形態と同様である。また、結合低減回路制御部４２、結合低減回路４３の動作は第２の実施形態と同様である。選択部５１は、ＢＢ信号処理回路３０によって実現されるものとする。
【００５４】
選択部５１は、第１〜第３の評価関数を保持している。選択部５１は、第１〜第３の評価関数の値に応じて、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３について、優先的に調整を行う順序を決定する。第１の評価関数は式（１５）の右辺、第２の評価関数は式（２３）の右辺である。また、第３の評価関数は、アンテナＡ２の利得をｋ倍にしたときのＳＩＮＲ（ＳＩＮＲ２）と、アンテナＡ１とアンテナＡ２の受信信号の相関値を１／ｋ倍にしたときのＳＩＮＲ（ＳＩＮＲ３）の差に正比例する関数であり、式（２６）の右辺で表される。なお、第３の評価関数は、第２の評価関数の導出方法においてＳＩＮＲ１をＳＩＮＲ２に置き換えて演算を行うことにより導かれる。また、以下の説明においても、ｋは１以上の値である。
【数２６】
0005810994.tif 000027
【００５５】
第１〜第３の評価関数のいずれも、相関算出部３１から入力された相関値、干渉電力算出部３２ａから入力された干渉電力、および、干渉電力算出部３２ｂから入力された干渉電力を用いて算出され得る。
【００５６】
図１０は、選択部５１で行われる判定の例を説明するフローチャートである。なお、図１０は処理の例であり、例えば、最初に行われる判定は、第１〜第３の評価関数のいずれを用いた判定でも良い。
【００５７】
選択部５１は、第１の評価関数の値（Ｅ）を計算し、得られた値が０以上であるかを判定する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。第１の評価関数の値が負である場合、アンテナＡ１の利得をｋ倍にするとアンテナＡ２の利得をｋ倍にするよりも受信性能が改善されるため、選択部５１は、整合回路１２ａを整合回路１２ｂよりも優先的に調整することにする（ステップＳ４２でＮｏ）。すると次に、選択部５１は、第２の評価関数の値（Ｆ１）を計算し、得られた値が０以上であるかを判定する（ステップＳ４３、Ｓ４４）。第２の評価関数の値が負である場合、アンテナＡ１の利得をｋ倍にしても、相関値を１／ｋ倍にするよりも受信性能が改善されないため、選択部５１は、結合低減回路４３の調整を整合回路１２ａの調整よりも優先する。従って、選択部５１は、結合低減回路４３、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂの順に調整を行うことを決定する（ステップＳ４４でＮｏ、Ｓ４５）。
【００５８】
一方、ステップＳ４４で第２の評価関数の値が０以上である場合、選択部５１は、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３のうちで、整合回路１２ａの調整を最優先する（ステップＳ４４でＹｅｓ）。そこで、整合回路１２ａの次に優先的に調整する回路を、結合低減回路４３と整合回路１２ｂのいずれにするかを決定するために、選択部５１は、第３の評価関数の値（Ｆ２）を計算する（ステップＳ４６）。第３の評価関数の値（Ｆ２）が正である場合、アンテナＡ２の利得をｋ倍にすると、相関値を１／ｋ倍にするよりも受信性能が改善される。このため、選択部５１は、Ｆ２の値が０以上のときに整合回路１２ｂの調整を結合低減回路４３の調整よりも優先する。従って、選択部５１は、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３の順に調整を行うことを決定する（ステップＳ４７でＹｅｓ、Ｓ４８）。第３の評価関数の値（Ｆ２）が負である場合、選択部５１は、結合低減回路４３の調整を、整合回路１２ｂの調整よりも優先する。このため、選択部５１は、整合回路１２ａ、結合低減回路４３、整合回路１２ｂの順に調整を行うことを決定する（ステップＳ４７でＮｏ、Ｓ４９）。
【００５９】
第１の評価関数の値が正である場合、アンテナＡ１の利得をｋ倍にしても、アンテナＡ２の利得をｋ倍にするよりも受信性能が改善されない。このため、選択部５１は、第１の評価関数の値が０以上のとき、整合回路１２ｂの調整を、整合回路１２ａの調整よりも優先する（ステップＳ４２でＹｅｓ）。次に、選択部５１は、結合低減回路４３と整合回路１２ｂのいずれを優先的に調整するかを決定するために、第３の評価関数（Ｆ２）を計算する（ステップＳ５０）。第３の評価関数の値（Ｆ２）が負である場合、相関値を１／ｋ倍にすると、アンテナＡ２の利得をｋ倍にするよりも受信性能が改善されるため、選択部５１は、結合低減回路４３の調整を整合回路１２ｂの調整をよりも優先する。従って、選択部５１は、結合低減回路４３、整合回路１２ｂ、整合回路１２ａの順に調整を行うことを決定する（ステップＳ５１でＮｏ、Ｓ５２）。
【００６０】
一方、ステップＳ５１で第３の評価関数の値が０以上である場合、選択部５１は、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３のうちで、整合回路１２ｂの調整を最優先する（ステップＳ５１でＹｅｓ）。そこで、整合回路１２ｂの次に優先的に調整する回路を決定するために、選択部５１は、第２の評価関数の値（Ｆ１）を計算する（ステップＳ５３）。第２の評価関数の値が正である場合、アンテナＡ１の利得をｋ倍すると、相関値を１／ｋ倍にするよりも受信性能が改善される。このため、選択部５１は、Ｆ１が０以上のとき整合回路１２ａの調整を結合低減回路４３の調整よりも優先する。従って、選択部５１は、整合回路１２ｂ、整合回路１２ａ、結合低減回路４３の順に調整を行うことを決定する（ステップＳ５４でＹｅｓ、Ｓ５６）。一方、第２の評価関数の値が負である場合、相関値を１／ｋ倍にすると、アンテナＡ１の利得をｋ倍するよりも受信性能が改善されるため、選択部５１は、結合低減回路４３の調整を整合回路１２ａの調整よりも優先する。従って、選択部５１は、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３、整合回路１２ａの順に調整を行うことを決定する（ステップＳ５４でＮｏ、Ｓ５５）。
【００６１】
選択部５１は、優先度の高い順に回路の調整を行うために、最初に、最も優先度が高い回路の調整を要求する。最も優先度が高い回路の調整が終わったことが通知されると、選択部５１は、２番目に優先する回路の調整を要求する。２番目に優先する回路の調整が終わったことを通知されてから、選択部５１は、３番目に優先する回路の調整を要求する。全ての回路の調整が終わると、選択部５１は処理を終了する。
【００６２】
例えば、図１０のステップＳ４８のように優先順位が整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３の順であるとする。このとき、選択部５１は、まず、整合回路制御部２１ａに対して整合回路１２ａの調整を要求する。整合回路制御部２１ａは、第１および第２の実施形態で述べたように、整合回路１２ａに含まれている可変素子を調整することにより、整合回路１２ａから出力される信号の電力を最大値にする。なお、整合回路１２ａの設定を変更しないときに信号の電力が最大になる場合、整合回路制御部２１ａは、整合回路１２ａの可変素子の設定を変更しない。整合回路制御部２１ａは、調整が終了すると、調整の終了を選択部５１に通知する。選択部５１は、整合回路制御部２１ａからの通知を受けると、整合回路制御部２１ｂに整合回路１２ｂの調整を要求する。整合回路制御部２１ｂは、整合回路制御部２１ａと同様の処理により整合回路１２ｂを調整する。整合回路制御部２１ｂは、調整が終わると選択部５１に調整の終了を通知する。選択部５１は、整合回路制御部２１ｂからの通知を受けると、結合低減回路制御部４２に、結合低減回路４３の調整を要求する。結合低減回路制御部４２は、第２の実施形態で説明した手順と同様の処理で結合低減回路４３に含まれている可変素子の設定を変更し、相関値を最小にする。結合低減回路制御部４２は、調整が終了すると、調整の終了を選択部５１に通知する。選択部５１は、処理対象の全ての回路で処理が終わったことを認識すると、処理を終了する。
【００６３】
第３の実施形態によると、実測可能な値を第１〜第３の評価関数に代入することにより得られた値に基づいて、複数の回路の処理の優先順位を決定することができる。このため、通信装置５０は、効率的に受信性能を改善することができる。
【００６４】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３に可変素子が含まれている通信装置５０での調整方法の変形例を説明する。通信装置５０は、第１〜第３の評価関数の値に応じて、調整する回路の組み合わせを特定する。
【００６５】
図１１は、第４の実施形態での選択部５１の動作の例を説明するフローチャートである。図１１の例では、選択部５１は、閾値Ｔ１を記憶しているものとする。閾値Ｔ１は実装に応じて、任意に設定されるものとする。また、図１１は一例であり、例えば、ステップＳ６２とＳ６４の判定の順序は変更されても良い。さらに、調整の対象となる回路の選択を行うために、第２の評価関数が用いられるように変形される場合もある。
【００６６】
選択部５１は、第１の評価関数の値（Ｅ）を求め、得られた値が−Ｔ１以下であるかを判定する（ステップＳ６１、Ｓ６２）。第１の評価関数の値が−Ｔ１以下の場合、選択部５１は、整合回路１２ａを制御対象に選択し、整合回路１２ｂと結合低減回路４３は調整しないことを決定する（ステップＳ６２でＹｅｓ、ステップＳ６３）。一方、第１の評価関数の値が−Ｔ１より大きい場合、選択部５１は、第１の評価関数の値がＴ１より大きいかを判定する（ステップＳ６４）。第１の評価関数の値がＴ１より大きい場合、選択部５１は、整合回路１２ｂを制御対象に選択し、整合回路１２ａと結合低減回路４３は調整しないことを決定する（ステップＳ６４でＹｅｓ、ステップＳ６５）。
【００６７】
第１の評価関数の値が−Ｔ１よりは大きいが、Ｔ１以下である場合、選択部５１は、整合回路１２ａと整合回路１２ｂのいずれも、通信装置５０の受信性能に与える影響が極端に大きくはないと判定する。そこで、選択部５１は、さらに、第３の評価関数を計算し、得られた値を−Ｔ１と比較する（ステップＳ６４でＮｏ、ステップＳ６６、Ｓ６７）。第３の評価関数の値が−Ｔ１未満である場合、選択部５１は、結合低減回路４３が受信性能に与える影響が大きいと判定する。そこで、選択部５１は、結合低減回路４３を制御対象に選択し、整合回路１２ａと整合回路１２ｂは調整しないことを決定する（ステップＳ６７でＹｅｓ，ステップＳ６８）。一方、第３の評価関数の値が−Ｔ１以上である場合、選択部５１は、いずれの回路が受信性能に及ぼす影響も、他の回路と比較して極端に大きくはないと判定する。そこで、選択部５１は、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３の全てを制御対象に選択する（ステップＳ６７でＮｏ、ステップＳ６９）。
【００６８】
制御対象に選択した回路の組み合わせに応じて、選択部５１は、整合回路制御部２１ａ、整合回路制御部２１ｂ、結合低減回路制御部４２に対して、回路の調整を要求する。整合回路制御部２１ａ、整合回路制御部２１ｂ、結合低減回路制御部４２の動作は、第３の実施形態と同様である。選択部５１は、調整対象に選択された回路の全てが調整されたことを認識すると処理を終了する。
【００６９】
このように、評価関数を用いて受信性能に与える影響が大きい回路の組み合わせを選択することにより、調整対象の回路の数を絞ることができる。調整対象の回路の数が減少すると、調整にかかる時間や処理の量が減少するため、効率的に通信装置５０の受信性能が改善される。
【００７０】
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態では、ＭＩＭＯ受信を行っている場合に、ＭＩＭＯの伝送特性を表す経験式を利用して、調整する回路を選択する通信装置５０について説明する。第５の実施形態では、干渉電力算出部３２ａ、３２ｂは、信号電力の値も算出する。すなわち、干渉電力算出部３２ａは、アンテナＡ１を介して受信した信号の電力も算出する。同様に、干渉電力算出部３２ｂは、アンテナＡ２を介して受信した信号の電力も算出する。干渉電力算出部３２が信号電力の算出をする際には、式（２７）の演算を行う。
【数２７】
0005810994.tif 000028
【００７１】
干渉電力算出部３２ａ、３２ｂは、信号電力の値を選択部５１に出力する。選択部５１は、信号電力の値を用いて、利得の比Ｂを求める。利得の比Ｂの計算式を式（２８）に示す。
【数２８】
0005810994.tif 000029
また、選択部５１は、利得の比の値を用いて、利得差Ｘを式（２９）から計算するものとする。
【数２９】
0005810994.tif 000030
【００７２】
次に、ＭＩＭＯの伝送特性を表す経験式について説明する。図１２は、ＭＩＭＯの固有値と伝送特性の例を示す図である。基地局が２本のアンテナを用いて通信装置５０へのデータを送信している場合、伝搬路行列は式（３０）のとおりであり、伝搬路は図１２（ａ）のように表される。
【数３０】
0005810994.tif 000031
式（３０）の伝搬路行列から図１２（ｂ）に示すように、第１固有値（λ１）と第２固有値（λ２）が得られたとする。この場合、伝搬路係数の総電力は変化しないので、式（３１）に示すように、伝搬路係数の総電力が２つの固有値で表されるパスの総電力となる。
【数３１】
0005810994.tif 000032
【００７３】
伝搬路行列が式（３０）で表される場合、ＭＩＭＯのチャネル容量Ｃは、式（３２）で表される。式（３２）において、Ｓ／Ｎは、ＳＩＮＲである。
【数３２】
0005810994.tif 000033
式（３２）より、第１固有値と第２固有値の値が等しい場合は伝送容量は大きな値をとるが、２つの固有値の差が大きくなるにつれて伝送容量は小さくなるといえる。
【００７４】
図１３に、第１固有値の大きさとアンテナ間での受信信号の相関値の関係の例を示す。図１３は、レイリーフェージング環境において、伝搬路の平均総電力が４である場合の第１固有値と相関値の関係のシミュレーション結果である。図１３に示すように、アンテナ間での受信信号の相関値が大きい場合、第１固有値の平均電力が大きくなる。式（３１）に示すように、伝搬路の総電力は一定であるので、第１固有値の平均電力が大きくなると、第２固有値の大きさは小さくなる。図１３の横軸はアンテナ間の相関値の２乗値であるので、第１固有値の平均電力は相関値の２乗に比例していることが図１３から読み取れる。図１３には、アンテナ間の利得が異なる場合についてのシミュレーション結果が表されている。図１３の凡例において、Ｅの文字とＥの文字の後に続く数字は１０の乗数を表すものとする。例えば、−２．００Ｅ＋０１は、−２０を表す。
【００７５】
図１４は、第１固有値の大きさとアンテナ間の利得差の関係の例を示す。図１４も、レイリーフェージング環境において、伝搬路の平均総電力が４である場合のシミュレーション結果である。図１４の横軸は、式（３３）に示すアンテナ間の利得差Ｘの関数Ｇである。
【数３３】
0005810994.tif 000034
図１４の横軸の値ＧとＸの関係を分かりやすくするために、Ｇの値の算出に用いるＸの値を横軸に併記する。アンテナ間の利得の差が大きくなるほど、第１固有値の平均電力の値が大きくなっている。また、第１固有値の平均電力は、Ｇの値に対して直線的に変化する。図１４には、アンテナ間の受信信号の相関値が様々な値の場合についてのシミュレーション結果が示されている。
【００７６】
図１３と図１４を用いると、伝搬路の平均総電力が４である場合のＭＩＭＯの第１固有値の平均電力の値Ｚは、式（３４）で表現できる。以下、式（３４）を特性関数と記載することがある。
【数３４】
0005810994.tif 000035
【００７７】
前述のとおり、第１固有値と第２固有値の差が大きくなると、チャネル容量が小さくなり、通信効率が悪化する傾向がある。従って、第１固有値の平均電力が大きいほど、通信効率の改善のために回路の調整量が大きくなる可能性がある。また、第１固有値の平均電力が大きいほど、受信特性を大きく改善することが求められるため、調整を行う対象となる回路の数が多くなることも望ましい。そこで、選択部５１は、回路の調整を行う前に特性関数を用いて第１固有値の値を求め、第１固有値が閾値以上である場合、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３の全てを調整することを決定する。一方、選択部５１は、第１固有値の値が閾値未満であれば、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３のうちの一部の回路を調整対象とすることを決定する。例えば、選択部５１は、第１固有値の値が閾値以下の場合、整合回路１２ａと整合回路１２ｂを調整対象とすることができる。ここで、選択部５１は、ＭＩＭＯのチャネル容量の劣化が起こりやすくなる第１固有値の値を、閾値として用いることができる。
【００７８】
図１５は、ＭＩＭＯのチャネル容量とＳＩＮＲの関係の例である。閾値の求め方の例を、図１５を参照しながら説明する。図１５は、第１固有値の値が様々な値をとるケースについて、ＳＩＮＲの値を変動させてチャネル容量をシミュレーションした結果である。なお、図１５でも、レイリーフェージング環境において、伝搬路の平均総電力が４である場合についてシミュレーションしている。図１５の結果から、第１固有値の値が３．５から３．７に変化しても、チャネル容量の劣化は顕著ではないといえる。しかし、第１固有値の値が３．７を超えると、チャネル容量の劣化が大きくなっている。そこで、例えば、図１５のシミュレーション結果を用いて、閾値を３．５から４までの間の値に設定することができる。
【００７９】
図１６は、第５の実施形態における選択部５１の動作の例を説明するフローチャートである。選択部５１は、利得差Ｘと相関値ｒを用いて特性関数Ｚの値を求め、得られた値を予め記憶している閾値と比較する（ステップＳ８１）。なお、ここで、利得差は、それぞれのアンテナの利得と、式（２８）、（２９）を用いて、選択部５１が計算するものとする。特性関数の値が閾値未満である場合、選択部５１は、整合回路１２ａと整合回路１２ｂを調整対象の回路として選択する（ステップＳ８１でＮｏ、ステップＳ８２）。さらに、選択部５１は、第１の評価関数の値を求め、第１の評価関数の値Ｅが０以上の場合、整合回路１２ｂを優先的に調整する回路として選択する（ステップＳ８３、ステップＳ８４でＹｅｓ、ステップＳ８５）。一方、第１の評価関数の値Ｅが負である場合、選択部５１は、整合回路１２ａを優先的に調整する回路として選択する（ステップＳ８３、ステップＳ８４でＮｏ、ステップＳ８６）。特性関数の値が閾値以上である場合、選択部５１は、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３を調整対象の回路として選択する（ステップＳ８１でＹｅｓ、ステップＳ８７）。すると、選択部５１は、第１〜第３の評価関数を用いて、整合回路１２ａ、整合回路１２ｂ、結合低減回路４３について、調整の優先順位を決定する（ステップＳ８８）。ステップＳ８８の手順は、図１０を参照しながら説明した手順と同様である。
【００８０】
このように、通信装置５０でＭＩＭＯ通信が行われている場合、チャネル容量に応じて受信特性の調整量を予測した上で、調整対象の回路が選択されるため、効率的に調整対象の回路が選択される。さらに、通信装置５０では、選択された調整対象の回路の中での優先順位は、第１〜第３の評価関数に基づいて決定される。このことは、通信装置５０において実験的に求められる値により、受信特性への影響の大きな回路が特定され、受信特性への影響が大きな回路を優先的に調整できることを意味する。
【００８１】
＜その他＞
なお、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、様々に変形可能である。以下にその例をいくつか述べる。
【００８２】
第１〜第４の実施形態にかかる方法は、通信装置１０、４０、５０においてＭＩＭＯによる通信が行われている場合だけでなく、ダイバーシティなど、複数のアンテナを行う通信が行われる任意の場合に適用可能である。
【００８３】
いずれの実施形態においても、第１の評価関数の値が０になった場合は、整合回路１２ａの調整が行われるように設定しても良い。また同様に、第２もしくは第３の評価関数の値が０である場合は、結合低減回路４３が調整されても良いものとする。
【００８４】
上記の例では、整合回路制御部２１ａ、２１ｂ、結合低減回路制御部４２は、制御対象とする回路に含まれている可変素子が一定の調整範囲内の値をとる場合の全てについて回路を調整した結果に基づいて調整を行っている。しかし、これは一例であり、他の方法により調整が行われることもある。例えば、整合回路１２ａが容量をΔＣずつ変更可能な可変コンデンサを備えているとする。整合回路制御部２１ａは、可変コンデンサの容量を、５ΔＣずつ変更しながら整合回路１２ａからの出力信号の電圧を測定し、出力信号の電圧が高くなった場合に、可変コンデンサの容量の変更量を小さくしながら出力信号を測定することができる。整合回路制御部２１ｂや結合低減回路制御部４２も同様に、制御対象の回路に含まれている可変素子を所定の幅で変更することにより変更による効果が得られたかを観察し、望ましい効果があった領域については可変素子を微調整することができる。
【００８５】
図１７は、整合回路制御部の動作の変形例を説明するフローチャートである。図１７の例では、整合回路制御部２１は、選択部３３から調整の要求を受けると、現在設定されている値と、現在の設定値よりも１段階大きな値もしくは１段階小さな値と比較した結果に基づいて、設定を変更するかを決定する。例えば、整合回路１２に含まれている可変コンデンサに設定可能な容量は、ｃ１、ｃ２、・・・、ｃｎという不連続なｎ個の値であるとする。図１７において、ｍは１〜ｎまでの値である。通信装置１０に電源が投入されると、整合回路制御部２１は、ｍ＝１に設定することにより、整合回路１２に含まれている可変コンデンサの容量をｃ１にする（ステップＳ９１）。選択部３３から調整の要求を受けると、整合回路制御部２１は、整合回路１２からの現在の出力の電力ｐｍを測定する（ステップＳ９２）。その後、整合回路制御部２１は、ｍがｎ未満であるかを判定する（ステップＳ９３）。ｍがｎ未満である場合、整合回路制御部２１は、可変コンデンサの設定値を１段階大きな値ｃｍ＋１に設定し、整合回路１２からの出力ｐｍ＋１を測定する（ステップＳ９３でＹｅｓ、ステップＳ９４、Ｓ９５）。電力ｐｍがｐｍ＋１より小さい場合、整合回路制御部２１は、可変コンデンサの値を調整後の値とし、ｍの値を１つインクリメントする（ステップＳ９６でＹｅｓ、ステップＳ９７）。電力ｐｍがｐｍ＋１以上の場合、整合回路制御部２１は、可変コンデンサの値を調整前の値に戻す（ステップＳ９６でＮｏ、ステップＳ９８）。ステップＳ９７もしくはＳ９８の処理の後、整合回路制御部２１は、選択部３３から新たに調整を要求されるまで待機する。
【００８６】
ｍがｎである場合、整合回路制御部２１は、可変コンデンサの設定値を、１段階小さな値ｃｍ−１に設定し、整合回路１２からの出力ｐｍ−１を測定する（ステップＳ９３でＮｏ、ステップＳ９９、Ｓ１００）。電力ｐｍがｐｍ−１より小さい場合、整合回路制御部２１は、可変コンデンサの値を調整後の値とし、ｍの値を１つデクリメントする（ステップＳ１０１でＹｅｓ、ステップＳ１０２）。電力ｐｍがｐｍ−１以上の場合、整合回路制御部２１は、可変コンデンサの値を調整前の値に戻す（ステップＳ１０１でＮｏ、ステップＳ１０３）。ステップＳ１０２もしくはＳ１０３の処理の後も、整合回路制御部２１は、選択部３３から新たに調整を要求されるまで待機する。
【００８７】
なお、図１７は、通信装置１０の場合を例として説明したが、通信装置４０や通信装置５０で図１７に示す処理が行われても良いものとする。さらに、通信装置４０や通信装置５０においては、結合低減回路制御部４２が図１７と同様の手法を用いて、結合低減回路４３に含まれている可変コンデンサを調整することもできる。また、図１７は調整対象が可変コンデンサである場合を例としたが、調整対象が可変コイルである場合も、同様に処理されることがあるものとする。
【符号の説明】
【００８８】
１  メモリ
１０、４０、５０  通信装置
１２  整合回路
１３  結合低減回路
２０  ＲＦ回路
２１  整合回路制御部
３０  ＢＢ信号処理回路
３１  相関算出部
３２  干渉電力算出部
３３、４１、５１  選択部
４２  結合低減回路制御部
４３  結合低減回路
【図１】
0005810994.tif 000036
【図２】
0005810994.tif 000037
【図４】
0005810994.tif 000038
【図５】
0005810994.tif 000039
【図６】
0005810994.tif 000040
【図７】
0005810994.tif 000041
【図８】
0005810994.tif 000042
【図９】
0005810994.tif 000043
【図１０】
0005810994.tif 000044
【図１１】
0005810994.tif 000045
【図１２】
0005810994.tif 000046
【図１６】
0005810994.tif 000047
【図１７】
0005810994.tif 000048
【図３】
0005810994.tif 000049
【図１３】
0005810994.tif 000050
【図１４】
0005810994.tif 000051
【図１５】
0005810994.tif 000052