(57)【要約】【課題】グレーティングローブが発生する状況においてアンテナが受信した到来電波の到来方向を推定できる通信装置を提供する。【解決手段】通信装置１０は、無線信号を受信するアンテナ部１１と、アンテナ部１１の速さが所定の速さの範囲に収まるようにアンテナ部１１を所定の期間移動させる移動制御部１２と、所定の期間に受信された無線信号に基づいて角度スペクトラムを計算する計算部１３と、計算された角度スペクトラムを用いて、アンテナ部１１の指向性に関するパラメータである指向性パラメータを決定する決定部１４とを備える。【選択図】図９
2016205844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を受信するアンテナ部と、
前記アンテナ部の速さが所定の速さの範囲に収まるように前記アンテナ部を所定の期間移動させる移動制御部と、
前記所定の期間に受信された無線信号に基づいて角度スペクトラムを計算する計算部と、
計算された前記角度スペクトラムを用いて、前記アンテナ部の指向性に関するパラメータである指向性パラメータを決定する決定部とを備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
決定された指向性パラメータを用いて、アンテナ部の指向性を制御する指向性制御部を備える
請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
アンテナ部が移動した距離を算出する距離算出部を備え、
計算部は、所定の期間に受信された無線信号と、算出された前記距離を用いて角度スペクトラムを計算する
請求項１または請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
移動体に搭載され、
移動制御部は、前記移動体が所定の速さの範囲の上限値よりも大きい速さで移動する場合、アンテナ部の速さが前記所定の速さの範囲に収まるように前記アンテナ部を前記移動体の進行方向と反対の方向に移動させ、前記移動体が所定の速さの範囲の下限値よりも小さい速さで移動する場合、前記アンテナ部の速さが前記所定の速さの範囲に収まるように前記アンテナ部を前記移動体の進行方向と同じ方向に移動させる
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
決定部が用いる角度スペクトラムには、アンテナ部の所定の速さの範囲の上限値よりも大きい速さでの異なる方向への各移動中に受信された各無線信号に対応する各角度スペクトラムが含まれる
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項６】
移動制御部は、受信された無線信号の波長に基づいて、アンテナ部の移動速度を決定する
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項７】
無線信号を受信するアンテナ部を備える通信装置において実行される通信方法であって、
前記アンテナ部の速さが所定の速さの範囲に収まるように前記アンテナ部を所定の期間移動させ、
前記所定の期間に受信された無線信号に基づいて角度スペクトラムを計算し、
計算された前記角度スペクトラムを用いて、前記アンテナ部の指向性に関するパラメータである指向性パラメータを決定する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項８】
決定された指向性パラメータを用いて、アンテナ部の指向性を制御する
請求項７記載の通信方法。
【請求項９】
無線信号を受信するアンテナ部を備えるコンピュータにおいて実行される通信プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記アンテナ部の速さが所定の速さの範囲に収まるように前記アンテナ部を所定の期間移動させる移動処理、
前記所定の期間に受信された無線信号に基づいて角度スペクトラムを計算する計算処理、および
計算された前記角度スペクトラムを用いて、前記アンテナ部の指向性に関するパラメータである指向性パラメータを決定する決定処理
を実行させるための通信プログラム。
【請求項１０】
コンピュータに、
決定された指向性パラメータを用いて、アンテナ部の指向性を制御する制御処理を実行させる
請求項９記載の通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信方法および通信プログラムに関し、特に通信相手から到来する電波の到来方向を推定し、移動する無線局における指向性制御を実現する通信装置、通信方法および通信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、所望波に対して指向性アンテナの最適なビームを向けることによって通信品質を向上させるために、到来方向推定技術が用いられる。一般的に、指向性アンテナとしてアレーアンテナが用いられる。
【０００３】
図１０は、Ｋ素子リニアアレーアンテナの構成例を示す説明図である。なお、Ｋは２以上の任意の自然数である。以下、図１０を参照して、指向性アンテナがアレーアンテナである場合の到来方向推定の原理を説明する。
【０００４】
第ｋアンテナ素子では、基準点の電位に対して時間τｋだけ到来する電波の位相が遅れる。なお、ｋはＫより小さい自然数である。第ｋアンテナ素子の出力値は、式（１）で表される。
【０００５】
【数１】
2016205844.tif 000003
【０００６】
各可変移相器を経た各アンテナ素子の出力値が加算された、各アンテナ素子の出力値の総和は、式（２）で表される。
【０００７】
【数２】
2016205844.tif 000004
【０００８】
式（２）の最内括弧内が０になるように各可変移相器が適切に調整されれば、アレーアンテナは、到来する電波を最大電力で受信できる。到来する電波が最大電力で受信されるために各可変移相器に加えられる移相量は、式（３）で表される。
【０００９】
【数３】
2016205844.tif 000005
【００１０】
位相量δｋ、波長λ、アンテナ素子の基準点からの距離ｄｋはそれぞれ既知であるため、式（３）を用いることによって、到来角θが求められる。
【００１１】
しかし、上述した基本原理に基づいた処理をすることは困難である。一般的には、非特許文献１に記載されているＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ  ＳＩｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法などの到来方向推定アルゴリズムが使用される。ＭＵＳＩＣ法は、信号の相関行列の固有値および固有ベクトルを用いることを特徴とする。電波の到来方向を推定するにあたり、ＭＵＳＩＣ法の特性は良いことが知られている。
【００１２】
特許文献１には、小型化および低消費電力化が図れ、かつアンテナ間相互結合の影響を除去する必要がない到来角測定方法が記載されている。特許文献１に記載されている到来角測定方法では、１本のアンテナ素子が移動され、複数地点で通信相手の送信する信号が受信される。特許文献１に記載されている到来角測定方法は、受信された信号を用いて到来方向を推定することを特徴とする。
【００１３】
非特許文献２には、リニアアレーアンテナにおいて、アンテナ素子間隔の値が互いに素になるように、不等間隔でアンテナ素子を厳密に配置する技術が記載されている。不等間隔でアンテナ素子を配置することによって、到来方向の推定精度が低下する原因になるグレーティングローブの影響が避けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−１４７０８３号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】菊間信良著、”アダプティブアンテナ技術”、第１版、株式会社オーム社、平成１５年１０月、ｐ．１３７−１４５
【非特許文献２】溝上、中澤、神力、”不等間隔アレーアンテナによるグレーティングローブ抑圧法と実験検討“、信学技報Ａ・Ｐ９９−７１、１９９９年８月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献１に記載されているような、１本のアンテナ素子と、アンテナ素子数以下の数（すなわち１個）のＡ／Ｄ変換器とを備えるアレーアンテナを用いて到来方向を推定するシステムでは、アンテナの移動速度が所定の値を超えるとグレーティングローブが発生する。
【００１７】
図１１は、角度スペクトラムの例を示す説明図である。図１１（Ａ）は、アンテナの移動速度が所定の値未満である時に受信された信号から作成された角度スペクトラムを示す。図１１（Ａ）に示す角度スペクトラムにおいて、角度スペクトルが最大になる角度は１つである。
【００１８】
図１１（Ｂ）は、アンテナの移動速度が所定の値以上である時に受信された信号から作成された角度スペクトラムを示す。図１１（Ｂ）に示す角度スペクトラムにおいて、角度スペクトルが最大になる角度は複数存在する。
【００１９】
複数の最大の角度スペクトルのうち、図１１（Ａ）にも示されていた角度スペクトル以外は、グレーティングローブが原因で生じている。すなわち、角度スペクトラムに基づいて指向性パラメータが決定される場合、グレーティングローブが発生すると、指向性パラメータは一意に決定されない。
【００２０】
また、非特許文献２に記載されているような不等間隔方式は、複数のアンテナ素子と、アンテナ素子数分のＡ／Ｄ変換器とを備えるアレーアンテナを用いて電波の到来方向を推定するシステムに適用される方式である。
【００２１】
複数のアンテナ素子と、アンテナ素子数以下の数のＡ／Ｄ変換器（例えば１個）とを備えるアレーアンテナを移動させる場合、厳密にアンテナ素子間距離を制御することは困難である。すなわち、上記のアンテナを移動させ、複数地点で通信相手の送信する信号を受信することによって到来方向を推定するシステムには、非特許文献２に記載されている方式が適用されないという課題がある。
【００２２】
そこで、本発明は、グレーティングローブが発生する状況においてアンテナが受信した到来電波の到来方向を推定できる通信装置、通信方法および通信プログラム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】
【００２３】
本発明による通信装置は、無線信号を受信するアンテナ部と、アンテナ部の速さが所定の速さの範囲に収まるようにアンテナ部を所定の期間移動させる移動制御部と、所定の期間に受信された無線信号に基づいて角度スペクトラムを計算する計算部と、計算された角度スペクトラムを用いて、アンテナ部の指向性に関するパラメータである指向性パラメータを決定する決定部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明による通信方法は、無線信号を受信するアンテナ部を備える通信装置において実行される通信方法であって、アンテナ部の速さが所定の速さの範囲に収まるようにアンテナ部を所定の期間移動させ、所定の期間に受信された無線信号に基づいて角度スペクトラムを計算し、計算された角度スペクトラムを用いて、アンテナ部の指向性に関するパラメータである指向性パラメータを決定することを特徴とする。
【００２５】
本発明による通信プログラムは、無線信号を受信するアンテナ部を備えるコンピュータにおいて実行される通信プログラムであって、コンピュータに、アンテナ部の速さが所定の速さの範囲に収まるようにアンテナ部を所定の期間移動させる移動処理、所定の期間に受信された無線信号に基づいて角度スペクトラムを計算する計算処理、および計算された角度スペクトラムを用いて、アンテナ部の指向性に関するパラメータである指向性パラメータを決定する決定処理を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、グレーティングローブが発生する状況においてアンテナが受信した到来電波の到来方向を推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による無線装置を含む無線システムの第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における無線装置２００による制御処理の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明による無線装置を含む無線システムの第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態における無線装置２００による制御処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明による無線装置を含む無線システムの第３の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図６】リニアアンテナのブロード方向の例を示す説明図である。
【図７】リニアアンテナのブロード方向の他の例を示す説明図である。
【図８】第３の実施形態における無線装置２００による制御処理の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明による通信装置の概要を示すブロック図である。
【図１０】Ｋ素子リニアアレーアンテナの構成例を示す説明図である。
【図１１】角度スペクトラムの例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
実施形態１．
［構成の説明］
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明による無線装置を含む無線システムの第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、無線システム１００は、無線装置２００と、移動体３００とを含む。無線装置２００は、移動体３００に搭載される。
【００３０】
無線装置２００を搭載する移動体３００は、例えば自動車である。また、移動体３００は、ＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ；無人航空機）でもよい。
【００３１】
無線装置２００は、可動アンテナ部２１０と、受信部２２０と、アンテナ間距離計算部２３０と、角度スペクトラム計算部２４０と、指向性パラメータ決定部２５０とを含む。
【００３２】
可動アンテナ部２１０は、無線信号を送受信する機能を有する。可動アンテナ部２１０は、他の無線装置から送信された電波を入力とする。可動アンテナ部２１０は、入力された電波を高周波信号に変換し、変換した高周波信号を出力する。
【００３３】
なお、可動アンテナ部２１０への電波の入力を、可動アンテナ部２１０による信号群の受信とも呼ぶ。信号群は、異なる時刻にそれぞれ到来した複数の信号の集合を意味する。
【００３４】
本実施形態の可動アンテナ部２１０は、１または複数のアンテナ素子と、アンテナ素子数以下の数のＡ／Ｄ変換器とを含む。Ａ／Ｄ変換器は、例えば、アンテナ本体と可変移相器との間に含まれる。Ａ／Ｄ変換器がアンテナ本体と可変移相器との間に含まれる場合、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）において可変移相器に相当する演算を実行する。
【００３５】
また、可変移相器および加算器がアナログ回路で実装され、各アナログ回路の出力（図１０に示すｙに相当）がＡ／Ｄ変換されてもよい。一般的に、アナログ回路の出力がＡ／Ｄ変換されるよりもアンテナ本体と可変移相器との間にＡ／Ｄ変換器が含まれる方が費用が高いが、推定精度がよい。
【００３６】
受信部２２０は、到来した電波が変換された高周波信号を周波数変換し、ベースバンド信号として出力する機能を有する。受信部２２０は、可動アンテナ部２１０が出力する高周波信号を入力とする。
【００３７】
アンテナ間距離計算部２３０は、異なる時刻における可動アンテナ部２１０の各位置の間の距離を計算する機能を有する。アンテナ間距離計算部２３０は、計算した距離をアンテナ間距離として出力する。
【００３８】
アンテナ間距離計算部２３０が出力する距離は、移動体３００の移動分が含まれる、可動アンテナ部２１０の根元の位置の変化量に対応する。アンテナ間距離計算部２３０は、移動体３００のｘ方向、ｙ方向、ｚ方向への各移動量と、可動アンテナ部２１０のｘ方向、ｙ方向への各移動量を合成することによって、アンテナ間距離を計算する。
【００３９】
角度スペクトラム計算部２４０は、角度スペクトラムを算出する機能を有する。角度スペクトラム計算部２４０は、受信部２２０が出力するベースバンド信号と、アンテナ間距離計算部２３０が出力するアンテナ間距離とを入力とする。角度スペクトラム計算部２４０は、入力されたベースバンド信号およびアンテナ間距離を用いて、角度スペクトラムを算出する。
【００４０】
ベースバンド信号とアンテナ間距離とを用いる角度スペクトラムの計算方法として、例えばBeamformer法がある。Beamformer法により算出される角度θにおける電力Ｐｂｆ（θ）は、式（４）で表される。
【００４１】
【数４】
2016205844.tif 000006
【００４２】
なお、式（４）におけるａはモードベクトル、Ｒｘｘは第１のベースバンド信号および第２のベースバンド信号の相関行列である。
【００４３】
指向性パラメータ決定部２５０は、角度スペクトラムに基づいて可動アンテナ部２１０の指向性に関するパラメータである指向性パラメータを決定する機能を有する。指向性パラメータ決定部２５０は、角度スペクトラム計算部２４０が出力する角度スペクトラムを入力とする。指向性パラメータ決定部２５０は、入力された角度スペクトラムに基づいて電波の到来方向を推定し、指向性パラメータを決定する。
【００４４】
なお、本実施形態の無線装置２００は、例えば、記憶媒体に格納されているプログラムに従って処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって実現される。
【００４５】
すなわち、受信部２２０、アンテナ間距離計算部２３０、角度スペクトラム計算部２４０、および指向性パラメータ決定部２５０は、例えば、プログラム制御に従って処理を実行するＣＰＵによって実現される。また、ハードウェア回路によって実現されてもよい。
【００４６】
［動作の説明］
以下、本実施形態の無線装置２００の動作を図２を参照して説明する。図２は、第１の実施形態における無線装置２００による制御処理の動作を示すフローチャートである。
【００４７】
無線装置２００は、グレーティングローブが発生しない速度で可動アンテナ部２１０を移動させる。可動アンテナ部２１０は、移動しながら電波の受信を開始する（ステップＳ１００）。
【００４８】
次いで、第１の時刻において、可動アンテナ部２１０は、信号（以下、第１の信号という。）を受信する（ステップＳ１０１）。
【００４９】
可動アンテナ部２１０は、受信した第１の信号を高周波信号に変換し、第１の高周波信号として出力する。受信部２２０は、入力された第１の高周波信号をベースバンド信号に変換し、第１のベースバンド信号として出力する。
【００５０】
次いで、第２の時刻において、可動アンテナ部２１０は、信号（以下、第２の信号という。）を受信する（ステップＳ１０２）。
【００５１】
可動アンテナ部２１０は、受信した第２の信号を高周波信号に変換し、第２の高周波信号として出力する。受信部２２０は、入力された第２の高周波信号をベースバンド信号に変換し、第２のベースバンド信号として出力する。
【００５２】
次いで、アンテナ間距離計算部２３０は、第１の時刻における可動アンテナ部２１０の位置と、第２の時刻における可動アンテナ部２１０の位置の間の距離を計算する。アンテナ間距離計算部２３０は、計算した距離をアンテナ間距離として出力する（ステップＳ１０３）。
【００５３】
次いで、角度スペクトラム計算部２４０は、受信部２２０が出力する第１のベースバンド信号および第２のベースバンド信号と、アンテナ間距離計算部２３０が出力するアンテナ間距離に基づいて、角度スペクトラムを計算する（ステップＳ１０４）。
【００５４】
次いで、指向性パラメータ決定部２５０は、角度スペクトラム計算部２４０が出力する角度スペクトラムに基づいて、指向性パラメータを決定する（ステップＳ１０５）。
【００５５】
無線通信が行われている間、無線装置２００は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理を繰り返し行う。無線通信が終了したとき、通信ループを抜け（ステップＳ１０６）、無線装置２００は、制御処理を終了する。
【００５６】
なお、図２に示す例では、可動アンテナ部２１０が移動中における第１の時刻において受信した第１の信号および第２の時刻において受信した第２の信号と、第１の時刻と第２の時刻の間に可動アンテナ部２１０が移動した距離に対応するアンテナ間距離が利用される。第１の信号および第２の信号とアンテナ間距離とが利用されることによって、指向性パラメータが決定される場合を例として説明した。
【００５７】
また、本実施形態では、例えば可動アンテナ部２１０が移動中における第１の時刻から第４の時刻までの各時刻において受信した４つの無線信号、および各時刻間に可動アンテナ部２１０が移動した距離に対応する複数のアンテナ間距離が利用されてもよい。角度スペクトラムの計算に使用される無線信号およびアンテナ間距離が増えると、より高精度に到来方向が推定される。
【００５８】
本実施形態における無線装置は、例えば、移動体の進行方向と逆方向にアンテナを移動させることによって、アンテナの地面に対する移動速度を小さくできる。もし移動体の移動速度が所定の速度よりも大きい時にアンテナが移動体に固定されたままである場合、アンテナ間距離が大きくなり、グレーティングローブが発生する。すなわち、電波の到来方向の推定精度が劣化する。
【００５９】
しかし、本実施形態における無線装置はアンテナを移動させることができるため、移動体の移動速度が所定の速度よりも大きい時にアンテナを移動させることによって、アンテナ間距離が小さくなり、グレーティングローブの発生が抑えられる。すなわち、電波の到来方向の推定精度の劣化が抑えられる。
【００６０】
本実施形態では、移動体に搭載される無線装置の可動アンテナ部が、無線装置内を移動中に、異なる位置および異なる時刻において信号をそれぞれ受信する。よって、複数のアンテナ素子とアンテナ素子数以下の数のＡ／Ｄ変換器（例えば１個）とを備えるアレーアンテナを用いた到来方向の推定において、複数のＡ／Ｄ変換器から入力がある状態が仮想的に生じる。
【００６１】
例えば、上記のアレーアンテナを移動させながらデータを受信し、受信された複数のデータを一時的に保管することが、複数のＡ／Ｄ変換器から入力がある状態に相当する。次いで、保管されたデータをシリアル／パラレル変換し、変換されたデータに対して、複数のアンテナ素子とアンテナ素子数分のＡ／Ｄ変換器とを備えるアレーアンテナとほぼ同様の演算処理を行うことによって、到来方向が推定される。複数のＡ／Ｄ変換器から入力がある場合、例えばＭＵＳＩＣ法のような、分解能が高い電波の到来方向推定手法が適用される。
【００６２】
従って、無線装置は、移動中の可動アンテナ部が第１の時刻において受信する第１の信号および第２の時刻において受信する第２の信号と、アンテナ間距離とを少なくとも用いて電波の到来方向を推定できる。電波の到来方向が推定されるため、無線装置は、アンテナ指向性の向くべき方向に対応する指向性パラメータを決定できる。無線装置は、指向性パラメータを用いて、向くべき方向にアンテナ指向性を向けることができる。
【００６３】
本実施形態における無線装置は、例えば、自動車等の移動体に搭載されることによって、水道管等の社会基盤構造に設置されたセンサから情報を収集し、収集したデータを社会基盤構造の維持管理に活用するデータ収集システムに適用可能である。また、無線装置は、ＵＡＶなどの自動移動体をシステムにより自動制御する際の制御情報を送受信する用途にも適用可能である。
【００６４】
実施形態２．
［構成の説明］
次に、本発明の第２の実施形態を、図面を参照して説明する。図３は、本発明による無線装置を含む無線システムの第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【００６５】
本実施形態において、無線装置は、可動アンテナ部を移動体の進行方向に対して平行に移動させる。
【００６６】
図３に示すように、本実施形態における無線システム１００の構成は、第１の実施形態における無線システム１００の構成と同様である。
【００６７】
図３に示すように、本実施形態における無線装置２００は、第１の実施形態における無線装置２００と比較して、アンテナ可動部制御部２６０、アンテナ可動部２７０、およびアンテナ指向性制御部２８０が含まれている点が異なる。アンテナ可動部制御部２６０、アンテナ可動部２７０、およびアンテナ指向性制御部２８０以外の図３に示す無線装置２００の構成は、図１に示す無線装置２００の構成と同様である。
【００６８】
アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０を制御する制御信号を生成する機能を有する。アンテナ可動部制御部２６０は、移動体３００の移動速度を入力とする。
アンテナ可動部制御部２６０は、入力された移動速度を用いてアンテナ可動部２７０の制御信号を生成し、生成した制御信号をアンテナ可動部２７０に出力する。
【００６９】
アンテナ可動部２７０は、可動アンテナ部２１０を移動させる機能を有する。アンテナ可動部２７０は、アンテナ可動部制御部２６０が出力するアンテナ可動部２７０の制御信号を入力とする。アンテナ可動部２７０は、入力された制御信号に基づいて、可動アンテナ部２１０を移動させる。なお、本実施形態におけるアンテナ可動部２７０は、移動体３００の進行方向に対して平行に可動アンテナ部２１０を移動させる。
【００７０】
なお、本実施形態において、無線信号が受信される時間は、極めて短い時間（例えば、数十ミリ秒）であることが想定される。アンテナ可動部２７０は、無線信号が受信される極めて短い時間中に可動アンテナ部２１０を移動させる。すなわち、アンテナ可動部２７０は、無線信号が受信される間に、可動アンテナ部２１０を無線装置２００の所定の位置Ａから所定の位置Ｂまで移動させる。
【００７１】
移動速度が所定の速度の範囲の上限値より大きいと、アンテナ間距離がλ／２より大きくなり、グレーティングローブが発生する。なお、λは無線信号の波長である。グレーティングローブの発生を抑えるためには、移動速度を所定の速度の範囲内に収め、アンテナ間距離をλ／２以下にすることが求められる。
【００７２】
よって、アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０が可動アンテナ部２１０を移動体３００の進行方向と逆方向に移動させるように、アンテナ可動部２７０を制御する。アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０を制御するための制御信号を生成し、アンテナ可動部２７０に出力する。
【００７３】
また、移動速度が所定の速度の範囲の下限値より小さいと、アンテナ間距離が小さくなり、開口長が小さくなる。すなわち、メインローブの幅が大きくなり、電波の到来方向の推定精度が低下する。メインローブの幅を十分に小さくするためには、移動速度を所定の速度の範囲内に収め、アンテナ間距離を大きくすることが求められる。
【００７４】
よって、アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０が可動アンテナ部２１０を移動体３００の進行方向と同じ方向に移動させるようにアンテナ可動部２７０を制御する。アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０を制御するための制御信号を生成し、アンテナ可動部２７０に出力する。
【００７５】
アンテナ指向性制御部２８０は、可動アンテナ部２１０の指向性を制御する機能を有する。アンテナ指向性制御部２８０は、可動アンテナ部２１０が出力した高周波信号を入力とする。
【００７６】
受信部２２０は、アンテナ指向性制御部２８０が出力する高周波信号を入力とする。また、指向性パラメータ決定部２５０は、決定した指向性パラメータを指向性制御信号に変換し、変換した指向性制御信号をアンテナ指向性制御部２８０に出力する。
【００７７】
高周波信号が他の無線装置が送信した信号群に対応する高周波信号である場合、アンテナ指向性制御部２８０は、入力とした高周波信号に対して処理を行わずに、高周波信号をそのまま出力する。
【００７８】
また、可動アンテナ部２１０が他の無線装置に信号群を送信する時、アンテナ指向性制御部２８０は、指向性制御信号に基づいて高周波信号の位相制御を行い、可動アンテナ部２１０が送信する電波の指向性を変化させる。
【００７９】
なお、本実施形態におけるアンテナ可動部制御部２６０、アンテナ可動部２７０、およびアンテナ指向性制御部２８０は、例えば、プログラム制御に従って処理を実行するＣＰＵによって実現される。また、ハードウェア回路によって実現されてもよい。
【００８０】
［動作の説明］
以下、本実施形態の無線装置２００の動作を図４を参照して説明する。図４は、第２の実施形態における無線装置２００による制御処理の動作を示すフローチャートである。
【００８１】
無線装置２００の可動アンテナ部２１０は、到来する電波の受信を開始する。すなわち、通信ループに入る（ステップＳ２００）。
【００８２】
アンテナ可動部制御部２６０は、移動体３００の移動速度を取得する（ステップＳ２０１）。アンテナ可動部制御部２６０は、取得した移動速度が所定の速度の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００８３】
取得した移動速度が所定の速度の範囲内である場合（ステップＳ２０２におけるＹｅｓ）、無線装置２００は、ステップＳ２０６における処理を行う。
【００８４】
取得した移動速度が所定の速度の範囲外である場合（ステップＳ２０２におけるＮｏ）、アンテナ可動部制御部２６０は、取得した移動速度が所定の速度の範囲の上限値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【００８５】
取得した移動速度が所定の速度の範囲の上限値より大きい場合（ステップＳ２０３におけるＹｅｓ）、アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０が可動アンテナ部２１０を移動体３００の進行方向と逆方向に移動させるように、アンテナ可動部２７０を制御する（ステップＳ２０４）。
【００８６】
取得した移動速度が所定の速度の範囲の上限値より大きくない場合（ステップＳ２０３におけるＮｏ）、アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０が可動アンテナ部２１０を移動体３００の進行方向と同じ方向に移動させるように、アンテナ可動部２７０を制御する（ステップＳ２０５）。なお、移動速度が所定の速度の範囲の上限値より大きくない場合は、移動速度が所定の速度の範囲の下限値より小さい場合に相当する。
【００８７】
可動アンテナ部２１０の移動速度が適切な速度に設定された後、無線装置２００の可動アンテナ部２１０は、第１の時刻において受信した電波を高周波信号に変換し、第１の高周波信号として出力する（ステップＳ２０６）。
【００８８】
アンテナ指向性制御部２８０は、入力された第１の高周波信号をそのまま出力する。受信部２２０は、入力された第１の高周波信号をベースバンド信号に変換し、第１のベースバンド信号として出力する。
【００８９】
なお、第１の時刻において受信された電波が第１のベースバンド信号として出力されるまでの間も、可動アンテナ部２１０は、アンテナ可動部２７０に制御されて、移動体３００の進行方向と逆方向、または移動体３００の進行方向と同じ方向に移動している。
【００９０】
次いで、無線装置２００の可動アンテナ部２１０は、第２の時刻において受信した電波を高周波信号に変換し、第２の高周波信号として出力する（ステップＳ２０７）。
【００９１】
アンテナ指向性制御部２８０は、入力された第２の高周波信号をそのまま出力する。受信部２２０は、入力された第２の高周波信号をベースバンド信号に変換し、第２のベースバンド信号として出力する。
【００９２】
次いで、アンテナ間距離計算部２３０は、第１の時刻における可動アンテナ部２１０の位置と、第２の時刻における可動アンテナ部２１０の位置の間の距離を算出する。アンテナ間距離計算部２３０は、算出した距離をアンテナ間距離として出力する（ステップＳ２０８）。
【００９３】
次いで、角度スペクトラム計算部２４０は、受信部２２０が出力する第１のベースバンド信号および第２のベースバンド信号と、アンテナ間距離計算部２３０が出力するアンテナ間距離を用いて、角度スペクトラムを算出する（ステップＳ２０９）。角度スペクトラム計算部２４０は、算出した角度スペクトラムを指向性パラメータ決定部２５０に出力する。
【００９４】
次いで、指向性パラメータ決定部２５０は、角度スペクトラム計算部２４０から入力された角度スペクトラムに基づいて指向性パラメータを決定する（ステップＳ２１０）。指向性パラメータ決定部２５０は、決定した指向性パラメータを指向性制御信号に変換し、変換した指向性制御信号をアンテナ指向性制御部２８０に出力する。
【００９５】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０が可動アンテナ部２１０を初期位置に移動させた後、移動を停止させるように、アンテナ可動部２７０を制御する（ステップＳ２１１）。アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０を制御するための制御信号を生成し、アンテナ可動部２７０に出力する。
【００９６】
次いで、アンテナ指向性制御部２８０は、指向性パラメータ決定部２５０から入力された指向性制御信号に基づいて、可動アンテナ部２１０の指向性を制御する（ステップＳ２１２）。
【００９７】
無線通信が行われている間、無線装置２００は、ステップＳ２０１〜ステップＳ２１２の処理を繰り返し行う。無線通信が終了したとき、通信ループを抜け（ステップＳ２１３）、無線装置２００は、制御処理を終了する。
【００９８】
本実施形態において、無線装置が搭載される移動体の移動速度が所定の速度の範囲外である場合、アンテナ可動部は、移動体の進行方向と平行に可動アンテナ部を移動させることによって、可動アンテナ部の移動速度を所定の速度の範囲内に収める。よって、無線装置は、算出される角度スペクトラムにおいて、グレーティングローブの発生、および到来方向の推定精度の劣化の原因になるメインローブの幅の拡がりの発生を抑止できる。すなわち、適正な精度で電波の到来方向が推定される。
【００９９】
また、本実施形態では、アンテナ可動部制御部が、無線装置が搭載される移動体の移動速度の情報を用いて、可動アンテナ部の移動速度および移動方向を決定する。よって、無線装置は、可動アンテナ部の移動速度を調整することによってグレーティングローブの影響を避けることができ、アンテナ指向性の向くべき方向に対応する指向性パラメータを決定できる。無線装置は、決定された指向性パラメータを用いて、向くべき方向にアンテナ指向性を向けることができる。
【０１００】
実施形態３．
［構成の説明］
次に、本発明の第３の実施形態を、図面を参照して説明する。図５は、本発明による無線装置を含む無線システムの第３の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【０１０１】
本実施形態において、無線装置は、可動アンテナ部を移動体の進行方向に対して平行ではない方向に移動させる。
【０１０２】
図５に示すように、本実施形態における無線システム１００の構成は、第２の実施形態における無線システム１００の構成と同様である。また、図５に示すように、本実施形態における無線装置２００の構成は、第２の実施形態における無線装置２００の構成と同様である。
【０１０３】
以下、本実施形態と第１の実施形態および第２の実施形態とで機能が異なる構成要素のみを説明する。
【０１０４】
可動アンテナ部２１０は、水平面内において移動体３００の進行方向に対して直角な方向に移動する。なお、可動アンテナ部２１０は、水平面内において移動体３００の進行方向に対して直角な方向以外の方向に移動してもよい。
【０１０５】
本実施形態において、可動アンテナ部２１０を複数の方向に移動させる理由を以下に説明する。図６は、リニアアンテナのブロード方向の例を示す説明図である。
【０１０６】
図６に示すように、リニアアンテナのブロード方向が２種類用意されれば、各方向におけるアレイアンテナで受信された信号に基づいて計算される角度スペクトラムの形状が異なり、グレーティングローブが発生する位置も異なる。グレーティングローブの位置が異なる２種類の角度スペクトラムが合成されることによって、グレーティングローブが抑圧される。
【０１０７】
図７は、リニアアンテナのブロード方向の他の例を示す説明図である。図７に示すように、移動体の進行方向と水平面内において直角の方向に可動アンテナ部が移動し、移動の途中で可動アンテナ部の移動方向が反対になると、図７に示す時刻ｔ１から時刻ｔ８の間にブロード方向が２種類用意される。各ブロード方向において受信された無線信号に基づいた各角度スペクトラムが合成されることによって、グレーティングローブが抑圧される。すなわち、適正な精度で電波の到来方向が推定される。
【０１０８】
アンテナ可動部制御部２６０は、受信された無線信号の波長を用いて、可動アンテナ部２１０の移動速度を決定する機能を有する。アンテナ可動部制御部２６０は、決定した移動速度を用いてアンテナ可動部２７０の制御信号を生成し、生成した制御信号をアンテナ可動部２７０に出力する。
【０１０９】
［動作の説明］
以下、本実施形態の無線装置２００の動作を図８を参照して説明する。図８は、第３の実施形態における無線装置２００による制御処理の動作を示すフローチャートである。
【０１１０】
無線装置２００の可動アンテナ部２１０は、到来する電波の受信を開始する。すなわち、通信ループに入る（ステップＳ３００）。
【０１１１】
アンテナ可動部制御部２６０は、受信された無線信号の波長に基づいて、可動アンテナ部２１０の移動速度を決定する（ステップＳ３０１）。
【０１１２】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、予め設定された、出力される角度スペクトラムの精度に基づいて、受信信号数Ｎを決定する（ステップＳ３０２）。
【０１１３】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０の制御信号を生成し、生成した制御信号をアンテナ可動部２７０に出力する。本例においてアンテナ可動部制御部２６０は、移動体３００の進行方向の正面に向かって右側に可動アンテナ部２１０が移動を開始するような制御信号を生成する。なお、アンテナ可動部制御部２６０は、移動体３００の進行方向の正面に向かって左側に可動アンテナ部２１０が移動を開始するような制御信号を生成してもよい。
【０１１４】
制御信号が入力されたアンテナ可動部２７０は、制御信号に基づいて可動アンテナ部２１０を移動させる（ステップＳ３０３）。可動アンテナ部２１０が移動を開始した後、ｎ＝１が設定される。
【０１１５】
無線装置２００の可動アンテナ部２１０は、移動体３００の進行方向の正面に向かって右側への移動中に、受信信号数Ｎだけ到来する電波を受信する。可動アンテナ部２１０は、受信するＮ個の信号をそれぞれ「第ｎの信号（１≦ｎ≦Ｎ）」とし、第ｎの信号が受信された時刻を「第ｎの時刻」とする。
【０１１６】
可動アンテナ部２１０は、第ｎの時刻において受信した電波を高周波信号に変換し、第ｎの高周波信号として出力する（ステップＳ３０４）。
【０１１７】
次いで、アンテナ指向性制御部２８０は、入力された第ｎの高周波信号をそのまま出力する。受信部２２０は、入力された第ｎの高周波信号をベースバンド信号に変換し、第ｎのベースバンド信号として出力する。
【０１１８】
次いで、アンテナ間距離計算部２３０は、第（ｎ−１）の時刻における可動アンテナ部２１０の位置と、第ｎの時刻における可動アンテナ部２１０の位置の間の距離を算出し、第ｎのアンテナ間距離として出力する（ステップＳ３０５）。アンテナ間距離が算出されると、ｎに１が加算される（ステップＳ３０６）。
【０１１９】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、ｎがＮより大きいか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ｎがＮより大きくない場合（ステップＳ３０７におけるＮｏ）、可動アンテナ部２１０は、再度ステップＳ３０４における処理を行う。
【０１２０】
ｎがＮより大きい場合（ステップＳ３０７におけるＹｅｓ）、角度スペクトラム計算部２４０には、受信部２２０が出力する第１〜第Ｎのベースバンド信号と、アンテナ間距離計算部２３０が出力する第１〜第Ｎのアンテナ間距離が入力される。角度スペクトラム計算部２４０は、入力された情報に基づいて角度スペクトラムを算出し、第１の角度スペクトラムとして出力する（ステップＳ３０８）。
【０１２１】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０の制御信号を生成し、生成した制御信号をアンテナ可動部２７０に出力する。本例においてアンテナ可動部制御部２６０は、移動体３００の進行方向の正面に向かって左側に可動アンテナ部２１０が移動を開始するような制御信号を生成する。
【０１２２】
なお、アンテナ可動部制御部２６０は、移動体３００の進行方向の正面に向かって右側に可動アンテナ部２１０が移動を開始するような制御信号を生成してもよい。制御信号が入力されたアンテナ可動部２７０は、制御信号に基づいて可動アンテナ部２１０を移動させる（ステップＳ３０９）。
【０１２３】
無線装置２００の可動アンテナ部２１０は、移動体３００の進行方向の正面に向かって左側への移動中に、受信信号数Ｎだけ到来する電波を受信する。可動アンテナ部２１０は、受信するＮ個の信号をそれぞれ「第ｎの信号（（Ｎ＋１）≦ｎ≦２Ｎ）」とし、第ｎの信号が受信された時刻を「第ｎの時刻」とする。
【０１２４】
可動アンテナ部２１０は、第ｎの時刻において受信した電波を高周波信号に変換し、第ｎの高周波信号として出力する（ステップＳ３１０）。
【０１２５】
次いで、アンテナ指向性制御部２８０は、入力された第ｎの高周波信号をそのまま出力する。受信部２２０は、入力された第ｎの高周波信号をベースバンド信号に変換し、第ｎのベースバンド信号として出力する。
【０１２６】
次いで、アンテナ間距離計算部２３０は、第（ｎ−１）の時刻における可動アンテナ部２１０の位置と、第ｎの時刻における可動アンテナ部２１０の位置の間の距離を算出し、第ｎのアンテナ間距離として出力する（ステップＳ３１１）。アンテナ間距離が算出されると、ｎに１が加算される（ステップＳ３１２）。
【０１２７】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、ｎが２Ｎより大きいか否かを判定する（ステップＳ３１３）。ｎが２Ｎより大きくない場合（ステップＳ３１３におけるＮｏ）、可動アンテナ部２１０は、再度ステップＳ３１０における処理を行う。
【０１２８】
ｎが２Ｎより大きい場合（ステップＳ３１３におけるＹｅｓ）、角度スペクトラム計算部２４０には、受信部２２０が出力する第（Ｎ＋１）〜第２Ｎのベースバンド信号と、アンテナ間距離計算部２３０が出力する第（Ｎ＋１）〜第２Ｎのアンテナ間距離が入力される。角度スペクトラム計算部２４０は、入力された情報に基づいて角度スペクトラムを算出し、第２の角度スペクトラムとして出力する（ステップＳ３１４）。
【０１２９】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０の制御信号を生成し、生成した制御信号をアンテナ可動部２７０に出力する。本例においてアンテナ可動部制御部２６０は、可動アンテナ部２１０が初期位置まで移動した後、移動を停止するような制御信号を生成する。制御信号が入力されたアンテナ可動部２７０は、制御信号に基づいて可動アンテナ部２１０を移動させる（ステップＳ３１５）。
【０１３０】
次いで、指向性パラメータ決定部２５０は、角度スペクトラム計算部２４０が出力する第１の角度スペクトラムおよび第２の角度スペクトラムに基づいて、指向性パラメータを決定する（ステップＳ３１６）。
【０１３１】
指向性パラメータ決定部２５０は、決定した指向性パラメータを指向性制御信号に変換し、変換した指向性制御信号をアンテナ指向性制御部２８０に出力する。次いで、アンテナ指向性制御部２８０は、入力された指向性制御信号に基づいて、可動アンテナ部２１０の指向性を制御する（ステップＳ３１７）。
【０１３２】
無線通信が行われている間、無線装置２００は、ステップＳ３０１〜ステップＳ３１７の処理を繰り返し行う。無線通信が終了したとき、通信ループを抜け（ステップＳ３１８）、無線装置２００は、制御処理を終了する。
【０１３３】
以下、Ｎ＝２と設定された場合の、ステップＳ３０３〜ステップＳ３１４における処理の具体例を説明する。
【０１３４】
アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０の制御信号を生成し、生成した制御信号をアンテナ可動部２７０に出力する。制御信号が入力されたアンテナ可動部２７０は制御信号に基づいて、移動体３００の進行方向の正面に向かって右側に可動アンテナ部２１０を移動させる（ステップＳ３０３）。可動アンテナ部２１０が移動を開始した後、ｎ＝１が設定される。
【０１３５】
可動アンテナ部２１０は、第１の時刻において受信した電波を高周波信号に変換し、第１の高周波信号として出力する（ステップＳ３０４）。アンテナ指向性制御部２８０は、入力された第１の高周波信号をそのまま出力する。受信部２２０は、入力された第１の高周波信号をベースバンド信号に変換し、第１のベースバンド信号として出力する。
【０１３６】
アンテナ間距離計算部２３０は、移動開始前の可動アンテナ部２１０の位置と、第１の時刻における可動アンテナ部２１０の位置の間の距離である第１のアンテナ間距離を算出する（ステップＳ３０５）。アンテナ間距離が算出されると、ｎに１が加算され、ｎ＝２になる（ステップＳ３０６）。
【０１３７】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、ｎがＮ（＝２）より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ｎ（＝２）はＮより大きくないため（ステップＳ３０７におけるＮｏ）、可動アンテナ部２１０は、再度ステップＳ３０４における処理を行う。
【０１３８】
可動アンテナ部２１０は、第２の時刻において受信した電波を高周波信号に変換し、第２の高周波信号として出力する（ステップＳ３０４）。アンテナ指向性制御部２８０は、入力された第２の高周波信号をそのまま出力する。受信部２２０は、入力された第２の高周波信号をベースバンド信号に変換し、第２のベースバンド信号として出力する。
【０１３９】
アンテナ間距離計算部２３０は、第１の時刻における可動アンテナ部２１０の位置と、第２の時刻における可動アンテナ部２１０の位置の間の距離である第２のアンテナ間距離を算出する（ステップＳ３０５）。アンテナ間距離が算出されると、ｎに１が加算され、ｎ＝３になる（ステップＳ３０６）。
【０１４０】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、ｎがＮ（＝２）より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ｎ（＝３）はＮより大きいため（ステップＳ３０７におけるＹｅｓ）、角度スペクトラム計算部２４０は、ステップＳ３０８における処理を行う。
【０１４１】
角度スペクトラム計算部２４０には、受信部２２０が出力する第１〜第２のベースバンド信号と、アンテナ間距離計算部２３０が出力する第１〜第２のアンテナ間距離が入力される。角度スペクトラム計算部２４０は、入力された情報に基づいて角度スペクトラムを算出し、第１の角度スペクトラムとして出力する（ステップＳ３０８）。
【０１４２】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、アンテナ可動部２７０の制御信号を生成し、生成した制御信号をアンテナ可動部２７０に出力する。制御信号が入力されたアンテナ可動部２７０は制御信号に基づいて、移動体３００の進行方向の正面に向かって左側に可動アンテナ部２１０を移動させる（ステップＳ３０９）。
【０１４３】
可動アンテナ部２１０は、第３の時刻において受信した電波を高周波信号に変換し、第３の高周波信号として出力する（ステップＳ３１０）。アンテナ指向性制御部２８０は、入力された第３の高周波信号をそのまま出力する。受信部２２０は、入力された第３の高周波信号をベースバンド信号に変換し、第３のベースバンド信号として出力する。
【０１４４】
アンテナ間距離計算部２３０は、第２の時刻における可動アンテナ部２１０の位置と、第３の時刻における可動アンテナ部２１０の位置の間の距離である第３のアンテナ間距離を算出する（ステップＳ３１１）。アンテナ間距離が算出されると、ｎに１が加算され、ｎ＝４になる（ステップＳ３１２）。
【０１４５】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、ｎが２Ｎ（＝４）より大きいか否かを判定する（ステップＳ３１３）。ｎ（＝４）は２Ｎより大きくないため（ステップＳ３１３におけるＮｏ）、可動アンテナ部２１０は、再度ステップＳ３１０における処理を行う。
【０１４６】
可動アンテナ部２１０は、第４の時刻において受信した電波を高周波信号に変換し、第４の高周波信号として出力する（ステップＳ３１０）。アンテナ指向性制御部２８０は、入力された第４の高周波信号をそのまま出力する。受信部２２０は、入力された第４の高周波信号をベースバンド信号に変換し、第４のベースバンド信号として出力する。
【０１４７】
アンテナ間距離計算部２３０は、第３の時刻における可動アンテナ部２１０の位置と、第４の時刻における可動アンテナ部２１０の位置の間の距離である第４のアンテナ間距離を算出する（ステップＳ３１１）。アンテナ間距離が算出されると、ｎに１が加算され、ｎ＝５になる（ステップＳ３１２）。
【０１４８】
次いで、アンテナ可動部制御部２６０は、ｎが２Ｎ（＝４）より大きいか否かを判定する（ステップＳ３１３）。ｎ（＝５）は２Ｎより大きいため（ステップＳ３１３におけるＹｅｓ）、角度スペクトラム計算部２４０は、ステップＳ３１４における処理を行う。
【０１４９】
角度スペクトラム計算部２４０には、受信部２２０が出力する第３〜第４のベースバンド信号と、アンテナ間距離計算部２３０が出力する第３〜第４のアンテナ間距離が入力される。角度スペクトラム計算部２４０は、入力された情報に基づいて角度スペクトラムを算出し、第２の角度スペクトラムとして出力する（ステップＳ３１４）。
【０１５０】
本実施形態における無線装置は、受信された無線信号の波長を用いて可動アンテナ部の移動速度を決定し、移動体の進行方向と異なる方向に可動アンテナ部を移動させることによって、到来方向の推定精度を適正にできる。
【０１５１】
本実施形態における無線装置は、移動体の進行方向と、進行方向と異なる方向に可動アンテナ部を移動させることによって、進行方向に対応する角度スペクトラムと、進行方向以外の方向に対応する角度スペクトラムの、２種類の角度スペクトラムを得ることができる。２種類の角度スペクトラムが得られれば、グレーティングローブが発生している場合であっても、角度スペクトラムの合成によりグレーティングローブが抑圧されるため、指向性パラメータが決定される。
【０１５２】
よって、複数のアンテナ素子とアンテナ素子数以下の数のＡ／Ｄ変換器（例えば１個）とを備えるアレーアンテナを用いた到来方向の推定において、グレーティングローブの影響が避けられ、アンテナ指向性の向くべき方向に対応する指向性パラメータが決定される。無線装置は、指向性パラメータを用いて、向くべき方向にアンテナ指向性を向けることができる。
【０１５３】
次に、本発明の概要を説明する。図９は、本発明による通信装置の概要を示すブロック図である。本発明による通信装置１０は、無線信号を受信するアンテナ部１１（例えば、可動アンテナ部２１０）と、アンテナ部１１の速さが所定の速さの範囲に収まるようにアンテナ部１１を所定の期間（例えば、無線信号の受信時間）移動させる移動制御部１２（例えば、アンテナ可動部２７０）と、所定の期間に受信された無線信号に基づいて角度スペクトラムを計算する計算部１３（例えば、角度スペクトラム計算部２４０）と、計算された角度スペクトラムを用いて、アンテナ部１１の指向性に関するパラメータである指向性パラメータを決定する決定部１４（例えば、指向性パラメータ決定部２５０）とを備える。
【０１５４】
そのような構成により、通信装置は、グレーティングローブが発生する状況においてアンテナが受信した到来電波の到来方向を推定できる。
【０１５５】
具体的には、移動体に搭載される通信装置の移動可能なアンテナ素子が異なる位置および異なる時刻において無線信号を受信することによって、複数のアンテナ素子とアンテナ素子数以下の数のＡ／Ｄ変換器（例えば１個）とを備えるアレーアンテナを用いた到来方向の推定が可能になる。
【０１５６】
また、通信装置１０は、決定された指向性パラメータを用いて、アンテナ部１１の指向性を制御する指向性制御部（例えば、アンテナ指向性制御部２８０）を備えてもよい。
【０１５７】
そのような構成により、通信装置は、指向性パラメータを用いてアンテナの指向性を制御できる。
【０１５８】
また、通信装置１０は、アンテナ部１１が移動した距離を算出する距離算出部（例えば、アンテナ間距離計算部２３０）を備え、計算部１３は、所定の期間に受信された無線信号と、算出された距離を用いて角度スペクトラムを計算してもよい。
【０１５９】
そのような構成により、通信装置は、アンテナ間距離を用いて角度スペクトラムを計算する方法を使用できる。
【０１６０】
また、移動体（例えば、移動体３００）に搭載され、移動制御部１２は、移動体が所定の速さの範囲の上限値よりも大きい速さで移動する場合、アンテナ部１１の速さが所定の速さの範囲に収まるようにアンテナ部１１を移動体の進行方向と反対の方向に移動させ、移動体が所定の速さの範囲の下限値よりも小さい速さで移動する場合、アンテナ部１１の速さが所定の速さの範囲に収まるようにアンテナ部１１を移動体の進行方向と同じ方向に移動させてもよい。
【０１６１】
そのような構成により、通信装置は、移動体の進行方向と平行に移動するアンテナの移動速度を適切な速度に調整できる。
【０１６２】
また、決定部１４が用いる角度スペクトラムには、アンテナ部１１の所定の速さの範囲の上限値よりも大きい速さでの異なる方向への各移動中に受信された各無線信号に対応する各角度スペクトラムが含まれてもよい。
【０１６３】
そのような構成により、通信装置は、角度スペクトラムにおいてグレーティングローブが発生している場合であっても、指向性パラメータを決定できる。
【０１６４】
また、移動制御部１２は、受信された無線信号の波長に基づいて、アンテナ部１１の移動速度を決定してもよい。
【０１６５】
そのような構成により、通信装置は、移動体の移動速度を取得せずに、アンテナの移動速度を決定できる。
【０１６６】
また、移動制御部１２が受信された無線信号の波長に基づいてアンテナ部１１の移動速度を決定する場合、移動速度は、受信された無線信号の波長をλ、到着する信号の時間間隔をＴ、比例係数をαとしたとき、αλ／Ｔで表されてもよい。
【０１６７】
また、制御部は、指向性パラメータに基づいた、アンテナ部１１の指向性を制御する指向性制御信号をアンテナ部１１に出力し、アンテナ部１１は、指向性制御信号に基づいて指向性を変化させてもよい。
【０１６８】
また、移動制御部１２は、移動体の移動速度に基づいて、アンテナ部１１の移動速度および移動方向を決定してもよい。
【０１６９】
また、アンテナ部１１が受信する信号数は、予め設定されている、出力される角度スペクトラムの精度に基づいて設定されてもよい。
【０１７０】
また、移動制御部１２は、アンテナ部１１が受信する信号数に基づいて、移動中のアンテナ部１１の移動方向を変更してもよい。
【符号の説明】
【０１７１】
１０  通信装置
１１  アンテナ部
１２  移動制御部
１３  計算部
１４  決定部
１００  無線システム
２００  無線装置
２１０  可動アンテナ部
２２０  受信部
２３０  アンテナ間距離計算部
２４０  角度スペクトラム計算部
２５０  指向性パラメータ決定部
２６０  アンテナ可動部制御部
２７０  アンテナ可動部
２８０  アンテナ指向性制御部
３００  移動体
【図１】
2016205844.tif 000007
【図２】
2016205844.tif 000008
【図３】
2016205844.tif 000009
【図４】
2016205844.tif 000010
【図５】
2016205844.tif 000011
【図６】
2016205844.tif 000012
【図７】
2016205844.tif 000013
【図８】
2016205844.tif 000014
【図９】
2016205844.tif 000015
【図１０】
2016205844.tif 000016
【図１１】
2016205844.tif 000017