(57)【要約】【課題】連続的な受信動作を行う無線通信方式にも対応可能とし、簡単な構成で適切なアンテナ切り替えを実現できるようにする。【解決手段】制御部１１０において、通信状態検出部１０９で非通信状態と判定された場合であって、圏外判定部１０７において受信信号測定部１０６で測定した受信信号レベルが低下して圏外条件に達したと判定し、圏外判定タイマ１０８が起動した場合に、圏外判定タイマ１０８により圏外条件の継続時間を計時する所定のタイマ設定時間内において、所定間隔で受信信号レベルが圏外条件に達しているかどうかの判定を行う。そして、圏外条件に達していると判定される度に、アンテナ切り替え部１１１よりアンテナ切り替え制御信号をアンテナスイッチ１０３に出力し、第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２とでアンテナの切り替えを行う。【選択図】  図１
2004356739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを有する無線通信装置であって、
前記複数のアンテナの切り替えを行うアンテナ切り替え手段と、
前記複数のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号レベルを測定する受信信号測定手段と、
前記受信信号測定手段の測定結果によって通信圏外であるか否かの判定を行う圏外判定手段と、
前記圏外判定手段によって前記受信信号レベルが圏外条件に達したと判定した場合に、圏外条件に達した継続時間を計時する圏外判定計時手段と、
当該無線通信装置の通信状態を検出する通信状態検出手段と、
前記通信状態検出手段により当該無線通信装置が非通信状態と判定した場合であって、前記圏外判定手段により前記圏外条件に達したと判定して前記圏外判定計時手段が起動したときに、所定の計時設定時間内において、所定間隔で前記受信信号レベルを測定して前記圏外条件に達していると判定される度に、前記複数のアンテナを切り替えるアンテナ切り替え制御手段と、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置であって、
折り畳み自在な筺体を有して構成され、
前記筺体の開閉を検出する開閉検出手段と、
前記筐体の開閉状態に対応するアンテナ切り替え条件を格納するアンテナ切り替え条件記憶手段とを備え、
前記アンテナ切り替え制御手段は、前記アンテナ切り替え条件によって、前記筐体が開いているときと閉じているときのそれぞれの状態において、切り替えを行う対象のアンテナを限定するものである無線通信装置。
【請求項３】
請求項１記載の無線通信装置であって、
折り畳み自在な筺体を有して構成され、
前記筺体の開閉を検出する開閉検出手段を備え、
前記アンテナ切り替え制御手段は、前記開閉検出手段により前記筐体の開閉が検出された場合に、前記通信状態検出手段の検出結果に基づき、当該無線通信装置が通信状態のときは通信状態に適したアンテナを選択し、非通信状態のときは前記筐体の開閉が検出される度に非通信状態に適したアンテナを選択するものである無線通信装置。
【請求項４】
請求項１記載の無線通信装置であって、
当該無線通信装置の呼接続状態を検出する呼接続状態検出手段を備え、
前記アンテナ切り替え制御手段は、前記呼接続状態検出手段の検出結果に基づき、当該無線通信装置が通信状態で呼接続処理中のときには現在のアンテナ接続を保持し、前記呼接続処理が終了して呼接続確立後は実使用状態に適したアンテナ切り替えを行うものである無線通信装置。
【請求項５】
複数のアンテナを有する無線通信装置におけるアンテナ切り替え方法であって、
当該無線通信装置の通信状態を検出する通信状態検出ステップと、
前記複数のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号レベルを測定して通信圏外であるか否かの判定を行う圏外判定ステップと、
前記通信状態検出ステップにおいて非通信状態が検出された場合であって、前記圏外判定ステップにおいて前記受信信号レベルが圏外条件に達したと判定した場合に、圏外条件に達した継続時間を計時する圏外時間計時ステップと、
前記圏外条件の継続時間計時開始後の所定の計時設定時間内において、所定間隔で前記受信信号レベルを測定して前記圏外条件に達していると判定される度に、前記複数のアンテナを切り替えるアンテナ切り替え制御ステップと、
を有するアンテナ切り替え方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアンテナを備え送受信を行う無線通信装置及びそのアンテナ切り替え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば携帯電話機などの無線通信装置では、複数の基地局によって形成されるサービスエリア圏内を移動しながら通信することができるようになっている。
【０００３】
この種の無線通信装置は、ユーザが電源を投入した後、無線通信装置は自局が基地局のサービスエリア圏内に位置するかどうかを判定する。この判定は、基地局からの制御情報を受信することができるかどうかにより行われる。基地局から送信される制御情報を常時確実に補促するため、閾値レベル以上の受信信号が必要である。
【０００４】
このとき、閾値レベルを超えて制御情報を受信することができる場合は、自局が基地局のサービスエリア圏内に位置していると判定する。その後、自局の位置情報を基地局へ送信する。これと同時に、受信した基地局の識別情報等の制御情報を記憶しておく。これによって、携帯電話機は基地局を介して無線回線に接続され、待ち受け状態となる。この待ち受け状態について、携帯電話機は、基地局から一定の周期で送られてくる信号のうち、自局が指定されたタイミングのスロットのみを間欠受信することにより着信を可能とする。
【０００５】
一方、閾値レベルを越えて制御情報を受信することができない場合、自局がサービスエリア圏外に位置していると判定する。自局がサービスエリア圏外に位置している場合、自局がサービスエリア圏内に位置しているかサービスアリア圏外に位置しているかを判定する。この判定は、自局が基地局のサービスエリア圏内に移行し、制御情報を受信できるまで繰り返す。
【０００６】
上記のような制御情報を有効に受信するため、無線通信装置において、干渉波やフェージングによる受信信号の特性劣化の少ない伝搬路を選択することが行われている。この伝搬路の選択方法として、例えばアンテナダイバーシチがある。これは、アンテナを複数設けて、各アンテナで受信する信号レベルを比較して、受信信号レベルの大きく得られる方のアンテナに切り替えて受信を行う方法である。
【０００７】
具体的な方法としては、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：時分割多元接続）方式の携帯電話等の無線通信装置において、受信空きスロットもしくは送信スロットなどの空き時間を利用して、複数のアンテナの切り替えを行い、各アンテナで受信する受信信号レベルを測定し、その測定値を比較し、受信信号がより大きく得られるアンテナに切り替えを行うものがある。
【０００８】
また、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）方式などの動作が連続的な無線通信システムでは、前記ＴＤＭＡ方式のような受信空きスロットもしくは送信スロットなどの空き時間を利用したアンテナ切り替えを行うことができない。そこで、アンテナを２つ以上設けてダイバーシチを行う場合、少なくとも２系統以上の受信機及び受信信号レベル検出手段を設け、同時にそれぞれの系統で測定される受信信号のレベルを比較し、受信信号レベルの高い方のアンテナを選択してダイバーシチを行う方法、あるいは、受信電界レベルにおいてある閾値を設け、その閾値を下回ったときの判定のみでアンテナ切り替えを行う方法などが用いられている。
【０００９】
前記閾値の判定によりアンテナ切り替えを行う方法の一例として、特開平７−１３１３９６号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この従来例では、受信電界レベルがある閾値を下回る度、もしくは下回ったときのある判定基準を設けて、アンテナダイバーシチを行うようになっている。すなわち、特許文献１に記載のダイバーシチ受信方法では、複数のアンテナのいずれかにアンテナを切り替えて受信を行う場合に、アンテナによる受信電力レベルに所定の閾値レベルを設け、選択されているアンテナで受信している受信信号レベルが閾値を下回ったときに他のアンテナに切り替えを行い、切り替え後の受信信号レベルが切り替え前より低い場合は、もとの選択されていたアンテナに再び戻すようにしている。また、閾値を変動的にすることによって、ダイバーシチ効果をさらに高めている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−１３１３９６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無線通信装置では、次に示すような問題が生じることがある。
【００１２】
ＣＤＭＡ方式などの無線通信システムにおいては、それぞれのアンテナで受信した受信信号のレベルを比較してダイバーシチを行おうとすると、少なくとも２系統以上の受信機及び受信信号レベル検出手段が必要となり、回路規模が増大し、制御部での処理が複雑である。
【００１３】
また、特許文献１に記載のダイバーシチ受信方法では、受信信号レベルにおいて閾値を設け、受信信号レベルが閾値を下回るとアンテナ切り替えを行い、切り替え後の受信信号レベルが切り替え前より低い場合は、もとの選択されていたアンテナに再び戻すようにしている。この方法では、ＣＤＭＡ方式のように動作が連続的な無線通信システムには有効ではある。しかし、一度アンテナを切り替えなければ、切り替え後のアンテナでの受信信号レベルがわからないため、切り替え後のアンテナでの受信信号レベルが極端に低い場合などは、通信中であれば突然の通信断が生じるおそれがある。
【００１４】
一方、非通信中の場合にも、受信信号レベルが閾値を下回るとアンテナ切り替えを行い、切り替え後のアンテナで受信した受信信号のレベルが低い場合、もとの選択されていたアンテナに再び戻すようにするため、常により高い受信信号レベルが得られるアンテナを選択することは可能である。しかし、切り替え前のアンテナで十分受信できているのにもかかわらず、アンテナ切り替え動作が生じ、切り替え後の受信レベルによってはもとのアンテナに再度切り替える動作が発生してしまうので、切り替え効率が悪くなる。また、閾値によっては切り替え後に圏外状態となり、その間、呼接続不可となる時間帯が存在してしまう。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、連続的な受信動作を行う無線通信方式にも対応可能であり、回路規模を増大することなく、簡単な構成で、適切なアンテナ切り替えを実現でき、圏外時間の短縮と呼接続率の向上が可能な無線通信装置及びアンテナ切り替え方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線通信装置は、複数のアンテナを有する無線通信装置であって、前記複数のアンテナの切り替えを行うアンテナ切り替え手段と、前記複数のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号レベルを測定する受信信号測定手段と、前記受信信号測定手段の測定結果によって通信圏外であるか否かの判定を行う圏外判定手段と、前記圏外判定手段によって前記受信信号レベルが圏外条件に達したと判定した場合に、圏外条件に達した継続時間を計時する圏外判定計時手段と、当該無線通信装置の通信状態を検出する通信状態検出手段と、前記通信状態検出手段により当該無線通信装置が非通信状態と判定した場合であって、前記圏外判定手段により前記圏外条件に達したと判定して前記圏外判定計時手段が起動したときに、所定の計時設定時間内において、所定間隔で前記受信信号レベルを測定して前記圏外条件に達していると判定される度に、前記複数のアンテナを切り替えるアンテナ切り替え制御手段と、を備えるものである。
【００１７】
上記構成によれば、例えばＣＤＭＡ方式などの連続的な受信動作を行う無線通信方式であっても、２系統の受信信号レベル検出手段などを設けることなく簡単な構成で、アンテナ切り替えを行うことができ、アンテナダイバーシチを実現可能である。また、受信信号レベルが圏外条件に達した場合でも、圏外条件に達した継続時間を計時し、この計時による所定の計時設定時間内において、アンテナ切り替え制御を行うことにより、圏外状態に移行する前に適切なアンテナに切り替えることができる。また、前記所定の計時設定時間内においてどちらかのアンテナでの受信信号レベルが圏外条件以上になった場合、このときに選択されているアンテナを用いて圏内の待ち受け状態に移行することで、圏外状態を低減することが可能である。さらに、圏外条件に達した後においてもアンテナ切り替え制御を行い、一旦受信信号レベルが圏外条件以上（圏内復帰レベル）に達したら、そのとき選択されているアンテナで待ち受け状態に移行することで、圏内状態への復帰も速く、結果として、呼接続率の向上を図ることが可能である。
【００１８】
また、第２の構成として、上記の無線通信装置であって、折り畳み自在な筺体を有して構成され、前記筺体の開閉を検出する開閉検出手段と、前記筐体の開閉状態に対応するアンテナ切り替え条件を格納するアンテナ切り替え条件記憶手段とを備え、前記アンテナ切り替え制御手段は、前記アンテナ切り替え条件によって、前記筐体が開いているときと閉じているときのそれぞれの状態において、切り替えを行う対象のアンテナを限定するものである。
【００１９】
上記構成によれば、無線通信装置が折り畳み自在な筐体を有する場合に、アンテナ切り替え条件に沿って開状態と閉状態のそれぞれで切り替えを行うアンテナを限定することによって、筐体の開閉状態に応じてアンテナ特性が良い適切なアンテナのみに限定した切り替えを行うことが可能となる。またこの場合、不必要なアンテナ切り替えを減らすこともでき、効率良いアンテナ切り替えを実現可能である。
【００２０】
また、第３の構成として、上記の無線通信装置であって、折り畳み自在な筺体を有して構成され、前記筺体の開閉を検出する開閉検出手段を備え、前記アンテナ切り替え制御手段は、前記開閉検出手段により前記筐体の開閉が検出された場合に、前記通信状態検出手段の検出結果に基づき、当該無線通信装置が通信状態のときは通信状態に適したアンテナを選択し、非通信状態のときは前記筐体の開閉が検出される度に非通信状態に適したアンテナを選択するものである。
【００２１】
上記構成によれば、通信状態のときには通信状態に適したアンテナを選択でき、良好な通信確立が可能である。また、待ち受け中などの非通信状態のときは筐体開閉時に一旦非通信状態に適したアンテナに戻すことで、筐体の開閉動作が行われる度に非通信状態での特性が良好なアンテナをまず選択することができる。これにより、圏外時間の短縮と呼接続率の向上が図れる。
【００２２】
また、第４の構成として、上記の無線通信装置であって、当該無線通信装置の呼接続状態を検出する呼接続状態検出手段を備え、前記アンテナ切り替え制御手段は、前記呼接続状態検出手段の検出結果に基づき、当該無線通信装置が通信状態で呼接続処理中のときには現在のアンテナ接続を保持し、前記呼接続処理が終了して呼接続確立後は実使用状態に適したアンテナ切り替えを行うものである。
【００２３】
上記構成によれば、待ち受け中などの非通信状態のときは上記と同様に簡単な構成で適切なアンテナ切り替えを実現でき、さらに通信状態で呼接続処理中のときには選択されているアンテナ接続を保持して適切な通信動作が可能である。また、呼接続確立後は通常の通信状態などの実使用状態に適したアンテナに切り換えることが可能である。このため、各動作状態に応じた適切なアンテナ選択が可能であり、システム的に呼接続の安定化を図ることができる。
【００２４】
また、本発明の無線通信装置は、例えば、携帯電話装置や通信機能を有する携帯情報端末などの携帯端末装置に適用可能であり、これらの携帯端末装置において簡単な構成で適切なアンテナ切り替えを実現できる。また、本発明の無線通信装置は、例えば、移動体通信システム等の無線通信システムにおける基地局との間で無線通信を行う無線通信装置に適用可能であり、連続的な受信動作を行う無線通信方式にも対応可能で、簡単な構成で適切なアンテナ切り替えを実現でき、圏外時間の短縮と呼接続率の向上が可能な無線通信システムを提供できる。
【００２５】
本発明のアンテナ切り替え方法は、複数のアンテナを有する無線通信装置におけるアンテナ切り替え方法であって、当該無線通信装置の通信状態を検出する通信状態検出ステップと、前記複数のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号レベルを測定して通信圏外であるか否かの判定を行う圏外判定ステップと、前記通信状態検出ステップにおいて非通信状態が検出された場合であって、前記圏外判定ステップにおいて前記受信信号レベルが圏外条件に達したと判定した場合に、圏外条件に達した継続時間を計時する圏外時間計時ステップと、前記圏外条件の継続時間計時開始後の所定の計時設定時間内において、所定間隔で前記受信信号レベルを測定して前記圏外条件に達していると判定される度に、前記複数のアンテナを切り替えるアンテナ切り替え制御ステップと、を有するものである。
【００２６】
上記手順によれば、連続的な受信動作を行う無線通信方式にも対応可能であり、回路規模を増大することなく、簡単な構成で、適切なアンテナ切り替えを実現できる。また、このような適切なアンテナ切り替えによって、圏外時間の短縮と呼接続率の向上が可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を説明するが、この実施形態の無線通信装置は、例えば、携帯電話装置や通信機能を有する携帯情報端末などの携帯端末装置に適用されるものである。また、本実施形態の無線通信装置は、例えば、移動体通信システム等の無線通信システムにおける基地局との間で無線通信を行い、各種情報の送受信が可能となっている。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態では、２本のアンテナを備えた無線通信装置の例を説明する。
【００２９】
第１実施形態の無線通信装置１００は、第１アンテナ１０１と、第２アンテナ１０２と、アンテナスイッチ１０３と、ＲＦ部１０４と、変復調部１０５と、制御部１１０と、アンテナ切り替え部１１１と、を備えて構成される。制御部１１０は、受信信号測定部１０６と、圏外判定部１０７と、圏外判定タイマ１０８と、通信状態検出部１０９と、を備えている。
【００３０】
この無線通信装置１００は、第１アンテナ１０１もしくは第２アンテナ１０２を介して高周波信号を送受信する。受信の際に、第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２のいずれかがアンテナスイッチ１０３によって選択され、選択されたアンテナからの受信電波のみＲＦ部１０４に送られる。
【００３１】
アンテナスイッチ１０３は、アンテナ切り替え手段の一例に相当し、アンテナ切り替え部１１１からの切り替え制御信号によって、第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２の切り替えを行う。
【００３２】
ＲＦ部１０４は、受信時には第１アンテナ１０１もしくは第２アンテナ１０２で受信した無線信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、送信時には制御部１１０から送信信号として送られてくるベースバンド信号を無線周波数帯にまでアップコンバートする。変復調部１０５は、ＲＦ部１０４からの受信信号の復調、及び制御部１１０からの送信信号の変調を行う。
【００３３】
無線通信装置１００は、例えば携帯電話機等の移動局装置である場合、通信状態のとき、変復調部１０５で復調された受信信号が図示しない音声処理部に入力され、受話音声が外部に放音される。また、非通信状態のとき、自局が基地局との通信圏内であるか通信圏外であるかを判定するため、変復調部１０５で復調された受信信号が制御部１１０に入力され、受信信号の強度及び信号品質が測定される。
【００３４】
制御部１１０は無線通信装置１００の全体の制御を行う。この制御部１１０において、受信信号測定部１０６は、受信信号測定手段の一例に相当し、第１アンテナ１０１もしくは第２アンテナ１０２で受信され、アンテナスイッチ１０３、ＲＦ部１０４を経て、変復調部１０５に出力される受信信号の強度及び信号品質等の受信信号レベルを測定する。
【００３５】
圏外判定部１０７は、圏外判定手段の一例に相当し、受信信号測定部１０６の測定結果に基づき、受信信号レベルが圏外条件に達しているかどうかの判定を行う。圏外判定タイマ１０８は、圏外判定計時手段の一例に相当するもので、第１アンテナ１０１もしくは第２アンテナ１０２で受信した受信信号が、前記圏外判定部１０７によって定められる圏外条件に達したと判定されたときに起動し、圏外条件に達している継続時間を計時する。
【００３６】
ここで、制御部１１０は、前記受信信号レベルが圏外判定部１０７によって圏外条件に達していると判定されていても、圏外判定タイマ１０８の計時において圏外条件に達した継続時間があらかじめ決められた所定のタイマ設定時間（計時設定時間）内の場合、受信信号劣化と判断せず、通常状態であるとみなしてその旨を報告する。一旦圏外条件に達している継続時間が前記タイマ設定時間を超えた場合は、受信信号劣化と判断してその旨を報告し、圏外状態へ移行する。これにより、あらかじめ決められたタイマ設定時間内で、圏外条件に達していると判定されていても、圏内状態を保持し続けることを可能にする。
【００３７】
通信状態検出部１０９は、通信状態検出手段の一例に相当し、当該無線通信装置１００が通信状態であるか非通信状態であるかを判定する。アンテナ切り替え部１１１は、アンテナ切り替え制御手段の一例に相当し、受信信号レベルの状態に応じてアンテナ切り替え制御信号を生成し、アンテナスイッチ１０３に出力する。
【００３８】
ここで、制御部１１０は、通信状態検出部１０９で非通信状態と判定したときに、圏外判定部１０７が第１アンテナ１０１及び第２アンテナ１０２のうち選択されているアンテナで受信した受信信号レベルが所定の圏外条件に達したと判定し、圏外判定タイマ１０８が起動した場合、圏外判定タイマ１０８によって定められるタイマ設定時間内で、ある間隔で受信信号レベルが圏外条件に達しているかどうかの判定を行う。その結果、圏外条件に達していると判定される度に、アンテナ切り替え部１１１はアンテナ切り替え制御信号を生成し、アンテナスイッチ１０３に出力する。
【００３９】
次に、上記のように構成された無線通信装置１００の動作について説明する。図２は第１実施形態の無線通信装置の動作を示すフローチャート、図３は第１実施形態の無線通信装置の動作を示す状態遷移図である。なお、図２の手順は主に制御部１１０によって実行される。
【００４０】
まず、受信信号測定部１０６により待ち受け状態において受信信号劣化検出を行う（ステップＳ１０１）。ここでは、まず通信状態検出部１０９により、当該無線通信装置１００が通信状態であるか非通信状態であるかを判定し、非通信状態であると判定したとき、第１アンテナ１０１もしくは第２アンテナ１０２で受信した受信信号レベルを受信信号測定部１０６によって測定し、圏外判定部１０７において、受信信号測定部１０６での測定結果によって圏内であるか圏外であるかを判定する。ここで、あらかじめ定められている圏外条件に達している場合、圏外であると判定し、受信信号劣化を検出する。
【００４１】
ステップＳ１０１において、受信信号劣化を検出すると、次に圏外判定タイマ１０８を起動し、圏外条件に達する継続時間を計時する（ステップＳ１０２）。その後、受信信号検出を行う（ステップＳ１０３）。
【００４２】
ステップＳ１０３において、受信信号を検出すると、受信信号測定部１０６により検出された受信信号レベルを測定し、圏外判定部１０７は受信信号レベルにより圏外であるか圏内であるかを判定する（ステップＳ１０４）。
【００４３】
ステップＳ１０４において、圏外であると判定した場合、アンテナ切り替え部１１１によりアンテナ切り替え制御信号を生成し、アンテナスイッチ１０３に出力する。アンテナスイッチ１０３は、前記アンテナ切り替え制御信号に基づき、現在選択しているアンテナと異なる他方のアンテナに切り替える（ステップＳ１０５）。
【００４４】
アンテナを切り替えた後、圏外判定タイマ１０８のタイマ設定時間が残っているかを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６において、圏外判定タイマ設定時間が残っている場合、ステップＳ１０３で検出した受信信号の受信信号強度及び信号品質が圏外条件に達していても、圏外報告として受信信号劣化報告を行わず、通常報告（圏内である旨の報告）を行い（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３に戻り、再び受信信号の検出を行う。
【００４５】
一方、ステップＳ１０６において、圏外判定タイマ設定時間が残っていない場合、受信信号劣化報告を行い（ステップＳ１０８）、圏外状態に移行する。
【００４６】
また、ステップＳ１０４において、圏内であると判定した場合、受信信号劣化報告を行わず、通常報告（圏内である報告）を行い（ステップＳ１０９）、圏外判定タイマ１０８の計時を停止させ（ステップＳ１１０）、通常の待ち受け状態に移行する。
【００４７】
ステップＳ１０８で受信信号劣化を報告して、圏外状態に移行した以降は、第１アンテナ１０１及び第２アンテナ１０２で受信する受信信号の強度及び信号品質が圏外判定部１０７で定められている圏内条件に達するまでアンテナ切り替えを行い続け、圏内復帰レベルに達するとそのアンテナで待ち受け状態に移行する。
【００４８】
図３は、第１実施形態における受信信号レベル変化に対する状態遷移を表したものである。図３において、待ち受け中で受信信号レベルの高い状態Ａから受信信号レベルの低い状態Ｂになると、受信信号が圏内→圏外閾値Ｌを下回るので図２のステップＳ１０１で受信信号劣化検出が行われ、ステップＳ１０２で圏外判定タイマ１０８が起動し、ステップＳ１０３で受信信号検出を行い、状態Ｃとなる。
【００４９】
状態Ｃでは、図２のステップＳ１０３で検出した受信信号レベルは圏内→圏外閾値Ｌを下回っているので、ステップＳ１０４の圏内判定では圏外であると判定し、ステップＳ１０５でアンテナを切り替える。また、ステップＳ１０６で圏外判定タイマ設定時間が残っていると判定されるので、ステップＳ１０７で通常報告を行い、再度ステップＳ１０３の受信信号検出に移行し、状態Ｄとなる。
【００５０】
状態Ｄでは、図２のステップＳ１０３で受信信号を検出した結果、受信信号レベルが圏内→圏外閾値Ｌ以上になったので、ステップＳ１０４の圏内判定において圏内であると判定し、ステップＳ１０９で通常報告（圏内である報告）を行う。また、ステップＳ１１０で圏外判定タイマ１０８の計時を停止させ、通常の待ち受け状態に移行する。
【００５１】
ここで、通常、制御部１１０の閾値において、圏内→圏外閾値Ｌと、圏外→圏内閾値Ｈとは図３に示すようにヒステリシスＨＳを持っている。また、受信信号が圏外レベルになったときに、圏外判定タイマ１０８が働くようになっている。圏内→圏外閾値Ｌと圏外→圏内閾値Ｈが一緒であると、ちょうど圏外と圏内の境界付近に無線通信装置が存在し、受信信号レベルが閾値付近のときに圏外、圏内の状態を繰り返してしまうため、これを防止するために前記のようなヒステリシスＨＳを設けている。また、圏外判定タイマ１０８の動作により、受信信号レベルが圏内→圏外閾値Ｌを一旦下回っても、圏外判定タイマ設定時間内に圏内→圏外閾値Ｌ以上になれば、通常待ち受け状態に移行できるため、フェージング環境などが原因で受信信号が一瞬だけ圏外レベルになる場合などに、直ぐに圏外に移行しないようになっている。
【００５２】
また、受信信号レベルが圏内→圏外閾値Ｌ以上にならずに、継続時間が圏外判定タイマ設定時間以上になった場合、無線通信装置は圏外状態へ移行し、受信信号レベルが圏外→圏内閾値Ｈ以上にならなければ圏内に復帰しないようになっている。
【００５３】
このように、第１実施形態では、受信信号が圏内→圏外閾値Ｌを下回ったときに圏外判定タイマ１０８を起動し、圏外判定タイマ設定時間内に受信信号レベル測定を行い、この受信信号レベル測定により圏外状態であると判定される度に、第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２との切り替えを行う。これにより、単純な構成で適切なアンテナ切り替えを行うことができる。
【００５４】
また、圏外判定タイマ設定時間内でのアンテナ切り替えを行うことによって、圏外判定となる前に良い方のアンテナを選択することができる。また、圏外判定タイマ設定時間内で圏内→圏外閾値Ｌ以上のレベルの信号が受信できなかった場合には、圏外判定となり、受信信号レベルが圏外→圏内閾値Ｈとなるまでアンテナ切り替えを行っていくため、無駄なアンテナ切り替え動作も少なくできる。
【００５５】
さらに、圏外判定タイマ設定時間内でアンテナ切り替えを行うため、圏外条件に達しても無線通信装置が直ちに圏外状態に移行しないので、このときの受信信号の判定レベルは圏外→圏内閾値Ｈではなく、圏内→圏外閾値Ｌでよい。この場合、通常の圏内復帰よりヒステリシスＨＳ＝Ｈ−Ｌ［ｄＢ］だけ通常待ち受け状態に移行しやすくなるため、圏外時間の短縮と着信率の向上が図れる。
【００５６】
またさらに、通信状態検出部１０９を有し、アンテナ切り替えを非通信状態（待ち受け中）に限定しているので、通信断も生じない。また、そもそも圏外レベルを閾値としているため、受信が正常にできている場合は、アンテナ切り替えを行わないので、受信できているにもかかわらずアンテナ切り替えを行ってしまうことがなく、閾値も変動的でないので処理が複雑でなく、効率がよい。
【００５７】
また、無線通信装置が連続的な無線通信動作を行うＣＤＭＡ方式の携帯電話機である場合においても、本実施形態のように圏外条件及び継続時間によってアンテナ切り替えを行う構成を用いれば、受信回路（ＲＦ部１０４、変復調部１０５など）は１系統で足りる。よって、受信回路を２系統以上設けてアンテナダイバーシチを行う場合に比べて、回路規模の増大がなく、簡単な構成でアンテナ切り替えを実現できる。また、制御部での複雑な処理も不要になる。
【００５８】
しかも、受信信号強度や信号品質の測定を行う受信信号測定部１０６は別の機能でも用いており、回路の共有化が図れるとともに、ソフトウェアで実現できるため、回路規模や消費電流の増加を抑止できる。
【００５９】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。第２実施形態では、３本のアンテナを備えた無線通信装置の例を説明する。
【００６０】
第２実施形態は、無線通信装置が例えば折畳み自在な筐体を有した携帯電話機等の移動局装置である場合などに、筐体の状態に応じて、特性が良いアンテナにアンテナ切り替えを行う例である。
【００６１】
第２実施形態の無線通信装置２００は、さらに第３アンテナ２０３を設け、制御部２１０において、開閉検出部２０１、アンテナ切り替え条件記憶部２０２を設けたものである。その他の構成は図１に示す第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
【００６２】
第２実施形態のアンテナスイッチ１０３は、アンテナ切り替え部１１１からの切り替え制御信号によって、第１アンテナ１０１、第２アンテナ１０２及び第３アンテナ２０３の切り替えを行う。
【００６３】
開閉検出部２０１は、開閉検出手段の一例に相当し、無線通信装置２００の筐体が開かれているか、閉じられているかの筐体開閉状態の検出を行う。アンテナ切り替え条件記憶部２０２は、アンテナ切り替え条件記憶手段の一例に相当し、筐体の開閉状態に対応するアンテナ切り替え条件の決定と筐体開閉動作が行われたときに最初に選択するアンテナの決定とを行うための、アンテナ切り替え条件を格納するものである。
【００６４】
図５は、筐体の開閉状態に対応するアンテナ切り替え条件の一例を示す図である。この例では、第１アンテナ１０１は筐体の開状態と閉状態において共に特性（アンテナ感度、アンテナ効率など）が良く、第２アンテナ１０２は筐体が開かれているときのみ特性が良く、第３アンテナ２０３は筐体が閉じられているときのみ特性が良くなっている。このため、本実施形態では、筐体が開かれている状態では、切り替えるアンテナは第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２に限定し、筐体が閉じられている状態では、切り替えるアンテナは第１アンテナ１０１と第３アンテナ２０３に限定する。
【００６５】
次に、上記のように構成された無線通信装置２００の動作について説明する。図６は第２実施形態の無線通信装置の動作を示すフローチャートである。なお、図６の手順は主に制御部２１０によって実行される。
【００６６】
この図６において、受信信号劣化検出からレベル判定までの手順、すなわち、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の動作は、図２に示した第１実施形態と同じである。ステップＳ１０４において、圏外であると判定した場合、筐体の開閉状態の判定を行う（ステップＳ２０１）。
【００６７】
ステップＳ２０１において、筐体が開かれていると判定した場合、アンテナ切り替え条件記憶部２０２に格納されているアンテナ切り替え条件に沿って、第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２の間でアンテナの切り替えを行う（ステップＳ１０５）。一方、ステップＳ２０１において、筐体が閉じられていると判定した場合、アンテナ切り替え条件記憶部２０２に格納されているアンテナ切り替え条件に沿って、第１アンテナ１０１と第３アンテナ２０３の間でアンテナの切り替えを行う（ステップＳ２０２）。
【００６８】
アンテナ切り替え処理が終了すると、ステップＳ１０６に進み、圏外判定タイマ設定時間が残っているかを判定する。この以降の処理は、図２に示した第１実施形態と同様である。また、ステップＳ１０４において、圏内であると判定した場合以降の処理も、図２に示した第１実施形態と同様である。
【００６９】
このように、第２実施形態では、無線通信装置が折畳み自在な筐体を有したものなどである場合に、筐体の開閉状態に応じて、切り替えアンテナを限定して、アンテナ切り替えを行うことによって、特性が良いアンテナのみを使用するようにアンテナを切り替える。すなわち、図３のように非通信状態で受信信号が圏内→圏外閾値Ｌを下回った場合に圏外判定タイマ１０８を起動し、圏外判定タイマ１０８によって定められるタイマ設定時間内にある間隔でレベル測定を行い、その結果、受信信号レベルが圏内→圏外閾値Ｌを下回っていると判定される度に、第１アンテナ１０１、第２アンテナ１０２、第３アンテナ２０３においてアンテナ切り替えを行う。この際、筐体の開閉状態に応じて、第１アンテナ１０１及び第２アンテナ１０２、あるいは第１アンテナ１０１及び第３アンテナ２０３に切り替えるアンテナを限定してアンテナ切り替えを行う。この切り替えアンテナの限定は、アンテナ切り替え条件記憶部２０２に格納されたアンテナ切り替え条件に沿って、筐体の開閉状態によって選択状態を変更する。これにより、単純な構成で効率の良いアンテナ切り替えを行うことができる。
【００７０】
また、筐体の開閉状態に応じて、切り替えを行うアンテナを限定できる構成のため、例えば図５のように、第１アンテナ１０１は筐体が開状態と閉状態で共に特性が良く、第２アンテナ１０２は筐体が開状態のみ特性が良く、第３アンテナ２０３は筐体が閉状態のみ特性が良いアンテナである場合、筐体が開かれている場合は特性の良くない第３アンテナ２０３に切り替えてしまうことを防げる。また、筐体が閉じられている場合は第２アンテナ１０２に切り替えてしまうことを防げる。このため、アンテナ切り替え条件を適宜アンテナ切り替え条件記憶部２０２に設定しておけば、筐体の開閉状態に応じてアンテナ切り替えを行うアンテナを限定できるため、単純な構成で効率の良いアンテナ切り替えを行うことができる。
【００７１】
さらに、本実施形態の無線通信装置２００は、非通信状態のときに、筐体の開閉操作が行われた場合の最初に選択するアンテナをアンテナ切り替え条件記憶部２０２に設定できる構成にしている。このため、例えば筐体が開いていて第２アンテナ１０２が選択されていたときの状態から筐体が閉じられた場合や、筐体が閉じられていて第３アンテナ２０３が選択されていたときの状態から筐体が開かれた場合などに、アンテナ切り替え条件記憶部２０２に設定した開閉動作時のアンテナ初期選択状態のアンテナに切り替わるので、無線通信装置２００が開閉動作されたときでも、最適なアンテナを選択できる。
【００７２】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。第３実施形態では、２本のアンテナを備えた無線通信装置の例を説明する。
【００７３】
第３実施形態は、無線通信装置が例えば折畳み自在な筐体を有した携帯電話機等の移動局装置である場合などに、無線通信装置の通信状態に応じて、強制的に特性が良いアンテナにアンテナ切り替えを行う例である。
【００７４】
第３実施形態の無線通信装置３００は、制御部３１０において、開閉検出部２０１を設けたものである。その他の構成は図１に示す第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
【００７５】
アンテナ切り替え部１１１は、無線通信装置３００が通信状態のときは、必ず第１アンテナ１０１を選択し、非通信状態のときは、筐体の開閉動作が行われると、アンテナ選択状態を必ず第２アンテナ１０２を選択するように、アンテナスイッチ１０３に制御信号を送り、アンテナの選択状態を切り替える。
【００７６】
次に、上記のように構成された無線通信装置３００の動作について説明する。図８は第３実施形態の無線通信装置の動作を示すフローチャートである。なお、図８の手順は主に制御部３１０によって実行される。
【００７７】
まず、開閉検出部２０１は、無線通信装置３００の筐体開閉検出を行い、筐体が開かれたかどうかを判定する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１において、筐体が閉じられていると判定した場合、アンテナを強制的に非通信状態用の第２アンテナ１０２に切り替える（ステップＳ３０４）。そして、処理を終了する。
【００７８】
一方、ステップＳ３０１において、筐体が開かれていると判定した場合、通信状態検出部１０９によって、無線通信装置３００が通信状態であるか非通信状態であるかを判定する（ステップＳ３０２）。
【００７９】
ステップＳ３０２において、無線通信装置３００が通信状態であると判定した場合、アンテナを強制的に通信状態用の第１アンテナ１０１に切り替える（ステップＳ３０３）。また、ステップＳ３０２において、無線通信装置３００が非通信状態であると判定した場合、アンテナを強制的に非通信状態用の第２アンテナ１０２に切り替える（ステップＳ３０４）。
【００８０】
このように、第３実施形態では、無線通信装置が折畳み自在な筐体を有したものなどである場合に、無線通信装置の通信状態に応じて、強制的に特性が良いアンテナに切り替える。これにより、通信状態と非通信状態（待ち受け中）といずれにおいても特性が良いアンテナで受信することができる。
【００８１】
折りたたみ自在な筐体を持つ無線通信装置の場合、通信状態では筐体を開いた状態で使用することが多い。ここで、使用者が筐体を開いた状態で手に持ち、頭部に近づけて通話する状態（通信状態）では、第１アンテナ１０１の特性が良く、これ以外の使用形態では第２アンテナ１０２の方が特性が良いものとする。このような場合に、通信状態では第１アンテナ１０１を使用するように選択し、非通信状態では、筐体の開閉状態に関係なく、第２アンテナ１０２を選択するようにする。これにより、使用者が筐体を開いた状態で手に持ち、頭部に近づけて通話する状態（通信状態）では、必ず通信状態に適した第１アンテナ１０１を使用するように選択でき、安定した受信信号レベルを受信することが可能になる。
【００８２】
また、非通信状態では、無線通信装置の筐体の開閉が行われる度に、アンテナ選択状態を非通信状態に適した第２アンテナ１０２にいったん戻すことが可能となる。通信状態でも筐体が閉じられた場合は、通信が終了して非通信状態へ移行することから、通信状態において閉じられた場合は、上記ステップＳ３０２で通信状態であるかどうかの確認は行わず、直ちに非通信状態に適したアンテナにいったん戻すことができるため、動作の手順もさらに簡単化できる。
【００８３】
また、非通信状態で第１実施形態に記載のアンテナ切り替えを行う際、第１アンテナ１０１が選択されているときであって、十分な受信信号が得られている場合においても、筐体を開いた状態で手に持ち頭部に近づけて使用する使用形態以外は、第２アンテナ１０２の方が第１アンテナ１０１に比べて特性が良い。この場合、次にレベル変動した場合に受信信号レベルが圏外条件になり易いのは第１アンテナ１０１が選択されているときである。このため、無線通信装置の筐体が開閉されて筐体の開閉状態が変化した場合に、受信信号レベルの変化に対しては、第２アンテナ１０２の方が影響を受けにくく有効的であるので、初期状態として第２アンテナ１０２の選択から開始するように、筐体開閉時にはアンテナ選択状態を初期化する。これによって、圏外時間の短縮や無駄なアンテナ切り替えが減少され、圏外時間の短縮と呼接続率の向上が図れる。
【００８４】
さらに、通信状態においても筐体が閉じられた場合は、無線通信装置が通信終了もしくは使用者の頭部から離れた状態にあることから、非通信状態に適した第２アンテナ１０２を選択する方が有効的である。これにより、さらに圏外時間の短縮と呼接続率の向上が図れる。
【００８５】
（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。第４実施形態では、２本のアンテナを備えた無線通信装置の例を説明する。
【００８６】
第４実施形態は、非通信状態時及び通信状態の呼接続処理時と、通常通信状態時とでそれぞれ適したアンテナを持つ場合に、アンテナ切り替えを行う例である。
【００８７】
第４実施形態の無線通信装置４００は、制御部４１０において、呼接続状態検出部４０１を設けたものである。その他の構成は図１に示す第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
【００８８】
無線通信装置４００の動作時の状態としては、通信状態と非通信状態がある。また、通信状態では、呼接続処理中の状態と、呼接続処理が終了して呼接続確立後の通常の通信状態とがある。呼接続状態検出部４０１は、呼接続状態検出手段の一例に相当し、無線通信装置４００が通信状態で、呼接続処理中か呼接続確立後かを判定する。
【００８９】
ここで、無線通信装置４００の２つのアンテナである第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２のうち、どちらか一方は通常の通信状態に適したアンテナであり、もう一方は非通信状態及び通信状態の呼接続処理に適したアンテナであるものとする。
【００９０】
このようにそれぞれの状態に適したアンテナを持つ場合、通信状態検出部１０９で非通信状態であると検出したとき、非通信状態及び通信状態の呼接続処理に適したアンテナを第１実施形態に示したアンテナ切り替えによって選択する。一方、通信状態であると検出したとき、呼接続状態検出部４０１で呼接続処理中か呼接続確立後かを判定し、呼接続処理中は前記非通信状態及び通信状態の呼接続処理に適したアンテナを使用するように切り替えて呼接続処理を行い、呼接続処理が終了して呼接続確立した後は通常通信状態に適したアンテナに切り替える。
【００９１】
次に、上記のように構成された無線通信装置４００の動作について説明する。図１０は第４実施形態の無線通信装置の動作を示すフローチャートである。なお、図１０の手順は主に制御部４１０によって実行される。
【００９２】
まず、通信状態検出部１０９は、無線通信装置４００の通信状態検出を行い、通信状態であるかどうかを判定する（ステップＳ４０１）。
【００９３】
ステップ４０１において、通信状態であると判定した場合、呼接続状態検出部４０１で呼接続処理中か呼接続確立後かを判定する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２において、呼接続処理が終了して呼接続が確立していると判定した場合、通常の通信状態に移行するため、通常の通信状態に適したアンテナに切り替える（ステップＳ４０３）。そして、処理を終了する。
【００９４】
一方、ステップＳ４０１において、通信状態ではない、すなわち非通信状態であると判定した場合、もしくはステップＳ４０２において、呼接続処理中であると判定した場合は、非通信状態及び通信状態の呼接続処理に適したアンテナに切り替える（ステップＳ４０４）。
【００９５】
例えば、基地局からの接続要求が行われる着信の場合においては、無線通信装置の使用者が通話ボタンを押した場合まで、もしくは、使用者が通話ボタンを押して呼び出し音が終了するまでを呼接続処理中とする。また、発信の場合においては、使用者が発信ボタンを押し、相手の呼び出し音が鳴るまでを呼接続処理中とする。このような場合、無線通信装置を使用者が手に持ち頭部に近づけて使用する状態は、前記の呼接続処理が終了した後であり、呼接続処理中は使用者のズボンやシャツのポケットの中、カバンの中、机上、充電台の上など、あるいは使用者の手に持たれてはいるが頭部に近づけていない状態に無線通信装置があるものと考えられる。
【００９６】
したがって、本実施形態では、呼接続処理が終了するまでは、現在選択されているアンテナを保持し、呼接続処理が終了して呼接続確立し、通常の通信状態に移行した時点で、通常の通信状態に適したアンテナに切り替えるようにする。これによって、非通信状態（待ち受け中）時、通信状態での呼接続処理時、呼接続確立後の通常通信状態時のそれぞれ場合において、最適なアンテナを選択することが可能である。
【００９７】
このように、第４実施形態では、非通信状態時及び通信状態の呼接続処理時と、通常通信状態時のそれぞれで適したアンテナに切り替えることによって、各動作状態で最適なアンテナを選択することができ、システム的に呼接続の安定化を図ることが可能となる。
【００９８】
上述した実施形態によれば、回路規模を増大することなく、簡単な構成で、アンテナ切り替えを実現できる。また、通信動作が連続的であるＣＤＭＡ方式の無線通信装置においても、アンテナダイバーシチを適用可能である。さらに、非通信状態（待ち受け中）で弱電界領域に無線通信装置が存在する場合に、いずれか特性の良い、圏外レベルにならないアンテナを選択することができ、圏外時間の短縮と呼接続率の向上を図ることができる。また、通信状態においても、呼接続処理中は現在選択されているアンテナを保持し、呼接続処理が終了して通信確立し、通常通信状態に移行した後は、通常通信状態に適したアンテナを選択するような制御を可能とすることで、呼接続の安定化を図ることができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、連続的な受信動作を行う無線通信方式にも対応可能であり、回路規模を増大することなく、簡単な構成で、適切なアンテナ切り替えを実現でき、圏外時間の短縮と呼接続率の向上が可能な無線通信装置及びアンテナ切り替え方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】第１実施形態の無線通信装置の動作を示すフローチャート
【図３】第１実施形態の無線通信装置の動作を示す状態遷移図
【図４】本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図５】筐体の開閉状態に対応するアンテナ切り替え条件の一例を示す図
【図６】第２実施形態の無線通信装置の動作を示すフローチャート
【図７】本発明の第３実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図８】第３実施形態の無線通信装置の動作を示すフローチャート
【図９】本発明の第４実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図１０】第４実施形態の無線通信装置の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００  無線通信装置
１０１  第１アンテナ
１０２  第２アンテナ
１０３  アンテナスイッチ
１０４  ＲＦ部
１０５  変復調部
１０６  受信信号測定部
１０７  圏外判定部
１０８  圏外判定タイマ
１０９  通信状態検出部
１１０、２１０、３１０、４１０  制御部
１１１  アンテナ切り替え部
２０１  開閉検出部
２０３  第３アンテナ
２０２  アンテナ切り替え条件記憶部
４０１  呼接続状態検出部
【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】
2004356739.tif 000009
【図８】
2004356739.tif 000010
【図９】
2004356739.tif 000011
【図１０】
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