(57)【要約】【課題】空間多重化通信の受信アンテナの配置方向を最適化して伝送特性の向上を図る。【解決手段】基準アンテナＴ０と、各アンテナの配置位置から基準アンテナＴ０の配置位置を通る直線の方向が、アンテナごとに異なる複数のアンテナＴ１〜Ｔ８と、複数のアンテナＴ１〜Ｔ８から、１つ以上のアンテナを選択するアンテナスイッチ３１Ａ,３１Ｂと、選択された１つ以上のアンテナと基準アンテナＴ０がそれぞれ複数の信号を受信したときに得られる複数の受信信号を入力し、当該複数の受信信号に対し空間多重化の復調処理を行う受信処理部（本例ではカメラ装置２に内蔵）とを有する。【選択図】図９
2009027539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準アンテナと、
各アンテナの配置位置から前記基準アンテナの配置位置を通る直線の方向が、アンテナごとに異なる複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから、１つ以上のアンテナを選択するアンテナスイッチと、
前記選択された１つ以上のアンテナと前記基準アンテナがそれぞれ複数の信号を受信したときに得られる複数の受信信号を入力し、当該複数の受信信号に対し空間多重化の復調処理を行う受信処理部と、
を有する無線受信装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナは、各アンテナの配置位置から前記基準アンテナまでの距離が、アンテナごとに異なる
請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記複数のアンテナが、前記基準アンテナから離れた周囲で円または円弧を描く並びに配置されている
請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記円または前記円弧の軸を中心に、前記複数のアンテナを回転移動可能なアンテナ回動機構を、
さらに有する請求項３に記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記基準アンテナと前記選択された１つ以上のアンテナを含むアンテナの組について、アンテナの組み合わせごとに空間多重化通信のチャネル容量、伝送レートまたはエラーレートを計算により求め、当該計算により求めた値を比較し、前記チャネル容量あるいは前記伝送レートが最大となる、または、前記エラーレートが最小となる前記アンテナの組を選択し、選択した組のアンテナが前記受信処理部に接続されるように前記アンテナスイッチを制御する制御部を、
をさらに有する
請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項６】
前記複数のアンテナが、前記基準アンテナから離れた周囲で円または円弧を描く並びに配置され、
前記複数のアンテナ、または、前記複数のアンテナと前記基準アンテナを、前記円または前記円弧の軸を中心に回転移動させるアンテナ回動機構をさらに有し、
前記制御部は、前記アンテナ回動機構によりアンテナの位置を変え、当該位置を変えるごとに前記チャネル容量の計算を行い、前記チャネル容量が最大となるアンテナの組み合わせと位置を決定し、決定した組み合わせでアンテナが前記受信処理部に接続されるように前記アンテナスイッチを制御するとともに、前記アンテナ回動機構を制御して、前記最大のチャネル容量が得られたときの前記位置に、決定した組のアンテナを移動させる
請求項５に記載の無線受信装置。
【請求項７】
通信機能付きの携帯機器と、
前記携帯機器が着脱可能なクレードルと、を有し、
前記基準アンテナが前記携帯機器に設けられ、
前記複数のアンテナが前記クレードルに設けられている
請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項８】
前記携帯機器が前記受信処理部を有し、
前記クレードルが前記アンテナスイッチを有し、
前記携帯機器または前記クレードルが有する制御部によって、空間多重化通信時に前記基準アンテナと前記選択された１つ以上のアンテナを含むアンテナの組を、当該アンテナの組で空間多重化通信を行うときの前記チャネル容量を計算により求めて比較することにより選択し、当該選択した組のアンテナが前記受信処理部に接続されるように前記アンテナスイッチを制御する
請求項７に記載の無線受信装置。
【請求項９】
基準アンテナと、
各アンテナの配置位置から前記基準アンテナの配置位置を通る直線の方向と、各アンテナの配置位置から前記基準アンテナまでの距離との少なくとも一方が、アンテナごとに異なる複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから、１つ以上のアンテナを選択するアンテナスイッチと、
前記選択された１つ以上のアンテナと前記基準アンテナがそれぞれ複数の信号を受信したときに得られる複数の受信信号を入力し、当該複数の受信信号に対し空間多重化の復調処理を行う受信処理部と、
を有する無線受信装置。
【請求項１０】
直径方向に配置されているアンテナ対を複数含んで円状に配置されている複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから、前記アンテナ対を単位としてアンテナを選択するアンテナスイッチと、
前記選択された各アンテナがそれぞれ複数の信号を受信したときに得られる複数の受信信号を入力し、当該複数の受信信号に対し空間多重化の復調処理を行う受信処理部と、
を有する無線受信装置。
【請求項１１】
基準アンテナと、
半円以下の円弧状に配置されている複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから、１つ以上のアンテナを選択するアンテナスイッチと、
前記選択された１つ以上のアンテナと前記基準アンテナがそれぞれ複数の信号を受信したときに得られる複数の受信信号を入力し、当該複数の受信信号に対し空間多重化の復調処理を行う受信処理部と、
を有する無線受信装置。
【請求項１２】
複数の送信アンテナから送られる複数の信号を複数のアンテナそれぞれで受信する空間多重化通信のアンテナ選択方法であって、
任意の２つのアンテナが選択されて当該選択された２つのアンテナの配置位置を通る直線を想定したとき、当該直線を通る方向とアンテナ間距離の少なくとも一方が、どのような組み合わせで２つのアンテナが選択されても互いに異なるように、複数のアンテナを配置し、
前記複数のアンテナから２以上のアンテナを任意の組み合わせで選択し、
アンテナの組み合わせごとにチャネル容量、伝送レートあるいはエラーレートを計算により求め、
前記チャネル容量あるいは前記伝送レートが最大となる、または、前記エラーレートが最小となるアンテナの組を、前記求めたチャネル容量の値から決定する
空間多重化通信のアンテナ選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いて高速な空間多重化通信を行なう無線受信装置に関する。
また、本発明は、空間多重化通信のアンテナ選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、家庭用の無線ＬＡＮ（Local Area Network）で主に使用されている方式は、キャリア周波数に５.２[GHz]帯を用いるＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２.１１ａ、あるいは、２.４ [GHz]帯を用いるＩＥＥＥ８０２.１１ｂおよび８０２.１１ｇである。
ＩＥＥＥ８０２.１１ａおよび８０２.１１ｇでは、無線ＬＡＮの標準規格として、マルチキャリア方式の１つであるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式が採用されている。ＯＦＤＭ変調方式は、相互に直交する周波数が設定された複数のキャリアに送信データを分配して伝送するので、各キャリアの帯域が狭帯域となり、周波数利用効率が非常に高く、周波数選択性フェージング妨害に強い。
これらＩＥＥＥ８０２.１１ａやＩＥＥＥ８０２.１１ｇは、データの伝送速度が物理層で最大５４[Mbps]、ＭＡＣ（Media Access Control）層で最大３０[Mbps]弱、ＴＣＰ（Transport Control Protocol）伝送での実行的な速度は最大２０[Mbps]程度である。最近では、世の中において扱われるデータ情報量の増加に伴い、さらに速い伝送速度を実現するための無線通信方式の研究・開発が盛んになっている。
【０００３】
例えば、ＩＥＥＥ８０２.１１ａと８０２.１１ｇの拡張規格であるＩＥＥＥ８０２.１１ｎでは、１００[Mbps]を超える伝送速度を提唱しており、タスクグループｎ（ＴＧｎ）において、１次変調にＯＦＤＭを用いたＯＦＤＭ＿ＭＩＭＯ方式に関して標準化作業が行なわれている。
【０００４】
ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）通信とは、空間多重化通信の一種であり、送信機側と受信機側の双方において複数のアンテナ素子を備え、空間多重したストリームを実現する通信方式である。送信側では、複数の送信データに、例えば空間時間符号化（ＳＴＣ：Space Time Coding）を施して多重化し、符号化後の送信データをＮ本の送信アンテナに分配してチャネル（大気の伝送路）に送信する。これに対し、受信側では、チャネル経由でＭ本の受信アンテナにより受信した受信信号をチャネル特性に基づいて空間時間復号する（例えば特許文献１参照）。このとき、既知の信号（例えばパイロット信号）を受信して、その受信信号からチャネル特性を推定でき、推定したチャネル特性に基づいて、ストリーム間のクロストークなしに受信データを得ることができる。
理想的には、送受信アンテナのうち少ない方の数（ｍｉｎ［ｎ,ｍ］）だけの空間ストリームが形成され、当該数（ｍｉｎ［ｎ,ｍ］）に単純比例して伝送容量が決まる。ＭＩＭＯ通信方式によれば、周波数帯域を増大させることになく、アンテナ本数に応じて伝送容量の拡大を図り、通信速度向上を達成することができる。
【特許文献１】特開平１０−８４３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空間多重化通信、例えばＭＩＭＯ通信では、伝送速度が、送受信アンテナの向きとアンテナ間の距離に大きく依存する。その一つの理由は、ＭＩＭＯ通信では複数のアンテナ素子間の相関性が受信性能に大きく関係するからである。とくに、複数のアンテナを用いる場合、マルチパス環境下ではアンテナの向き（複数のアンテナが形成する面の、主な電波の飛来方向に対する角度等）によって受信性能が決まるが、ＭＩＭＯ通信では、特にアンテナの向きが数度変わるだけで、無線伝送特性（例えば通信速度）が大きく変化することが観測される。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、空間多重化通信における複数のアンテナの向き（配置方向）、または、アンテナ間距離が、最適になっていない場合でも最適に近いアンテナの向きまたはアンテナ間距離を整えることが容易にでき、それによって、より良い無線伝送特性を得ることができるように構成された空間多重化通信方式の無線通信装置、または、空間多重化通信のアンテナ選択方法を提供することである。
【０００７】
なお、本願の発明者は、特願２００６−２０２３９８号において、小型の携帯機器とクレードルとの双方にアンテナを配置して、小型の携帯機器をクレードルに装着時におけるＭＩＭＯ通信の通信速度等を向上させる技術を提案している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態に関わる無線通信装置は、基準アンテナと、複数のアンテナと、アンテナスイッチと、受信処理部とを備える。
前記複数のアンテナは、前記基準アンテナと組み合わせて空間多重化通信の送受信アンテナを形成するアンテナである。
そして、当該無線通信装置では、前記複数のアンテナは、各アンテナの配置位置から前記基準アンテナの配置位置を通る直線の方向が、アンテナごとに異なる。言い換えると、前記基準アンテナと共に一のアンテナが選択されて当該選択された２つのアンテナの配置位置を通る直線を想定したとき、当該直線を通る方向が、前記複数のアンテナ内でどのアンテナが選択されても異なるように、前記複数のアンテナの、前記基準アンテナに対する位置が決められている。
前記アンテナスイッチは、前記複数のアンテナから、１つ以上のアンテナを選択する。
前記受信処理部は、前記選択された１つ以上のアンテナと前記基準アンテナがそれぞれ複数の信号を受信したときに得られる複数の受信信号を入力し、当該複数の受信信号に対し空間多重化の復調処理を行う。
【０００９】
本発明では好適に、制御部をさらに有する。
前記制御部は、前記基準アンテナと前記選択された１つ以上のアンテナを含むアンテナの組について、アンテナの組み合わせごとに空間多重化通信のチャネル容量、伝送レートまたはエラーレートを計算により求め、当該計算により求めた値を比較し、前記チャネル容量あるいは前記伝送レートが最大となる、または、前記エラーレートが最小となる前記アンテナの組を選択し、選択した組のアンテナが前記受信処理部に接続されるように前記アンテナスイッチを制御する。
また、本発明では好適に、通信機能付きの携帯機器と、前記携帯機器が着脱可能なクレードルと、を有し、前記基準アンテナが前記携帯機器に設けられ、前記複数のアンテナが前記クレードルに設けられている。
【００１０】
本発明の他の形態に関わる無線通信装置は、基準アンテナと、各アンテナの配置位置から前記基準アンテナの配置位置を通る直線の方向と、各アンテナの配置位置から前記基準アンテナまでの距離との少なくとも一方が、アンテナごとに異なる複数のアンテナと、前記複数のアンテナから、１つ以上のアンテナを選択するアンテナスイッチと、前記選択された１つ以上のアンテナと前記基準アンテナがそれぞれ複数の信号を受信したときに得られる複数の受信信号を入力し、当該複数の受信信号に対し空間多重化の復調処理を行う受信処理部と、を有する。
【００１１】
本発明の他の形態に関わる無線通信装置は、直径方向に配置されているアンテナ対を複数含んで円状に配置されている複数のアンテナと、前記複数のアンテナから、前記アンテナ対を単位としてアンテナを選択するアンテナスイッチと、前記選択された各アンテナがそれぞれ複数の信号を受信したときに得られる複数の受信信号を入力し、当該複数の受信信号に対し空間多重化の復調処理を行う受信処理部と、を有する。
【００１２】
本発明の他の形態に関わる無線通信装置は、基準アンテナと、半円以下の円弧状に配置されている複数のアンテナと、前記複数のアンテナから、１つ以上のアンテナを選択するアンテナスイッチと、前記選択された１つ以上のアンテナと前記基準アンテナがそれぞれ複数の信号を受信したときに得られる複数の受信信号を入力し、当該複数の受信信号に対し空間多重化の復調処理を行う受信処理部と、を有する。
【００１３】
以上に述べた構成の本発明に関わる無線通信装置によれば、空間多重化通信の受信アンテナの向き（配置方向）のバリエーション数を豊富にするようにアンテナ配置が決められているため、空間多重化通信の、より良い伝送特性（例えば、最大のチャネル容量）が得られやすいアンテナ選択が可能である。
【００１４】
本発明の一形態に関わる空間多重化通信のアンテナ選択方法は、複数の送信アンテナから送られる複数の信号を複数のアンテナそれぞれで受信する空間多重化通信のアンテナ選択方法であって、任意の２つのアンテナが選択されて当該選択された２つのアンテナの配置位置を通る直線を想定したとき、当該直線を通る方向とアンテナ間距離の少なくとも一方が、どのような組み合わせで２つのアンテナが選択されても互いに異なるように、複数のアンテナを配置し、前記複数のアンテナから２以上のアンテナを任意の組み合わせで選択し、アンテナの組み合わせごとにチャネル容量、伝送レートあるいはエラーレートを計算により求め、前記チャネル容量あるいは前記伝送レートが最大となる、または、前記エラーレートが最小となるアンテナの組を、前記求めたチャネル容量の値から決定する。
【００１５】
上記構成のアンテナ選択方法によれば、チャネル容量等が最大となるアンテナの組を、チャネル容量等を計算により求めて、その計算値から決定する。そのアンテナの組は、空間多重化通信の受信アンテナの向きのバリエーション数を豊富にするようにアンテナ配置が決められているため、組み合わせ数も豊富である。したがって、空間多重化通信の、より良い伝送特性（例えば、最大のチャネル容量）が得られやすいアンテナ選択が可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、空間多重化通信における複数のアンテナの向き（配置方向）、または、アンテナ間距離が、最適になっていない場合でも最適に近いアンテナの向きまたはアンテナ間距離を整えることが容易にでき、それによって、より良い無線伝送特性を得ることができるように構成された空間多重化通信方式の無線受信装置、または、空間多重化通信のアンテナ選択方法を提供することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の「無線受信装置」の実施形態を、受信とともに送信も可能な無線通信装置を例として、図面を参照して説明する。
本発明は、無線ＬＡＮ若しくはＰＡＮ（Personal Area Network）などのように他の無線局との間で無線によりデータの送受信を行なう無線通信に広く適用できる。また、無線通信の変調方式はＯＦＤＭに限定されないが、以下、例えば無線ＬＡＮのＩＥＥＥ８０２.１１ｎに準拠するＯＦＤＭ＿ＭＩＭＯ方式を例にとって、本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
一般に、無線通信機能は、パーソナル・コンピュータなどの情報処理機器や、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）などの多くの通信端末機器に搭載される。最近では、各種の民生用電子機器、例えばオーディオ製品、ビデオ機器、カメラ装置、プリンタ又はエンタテイメント・ロボットなどさまざまな機器に無線通信機能が搭載されるようになってきている。さらに、無線通信機能は、電子機器だけでなく、例えば無線ＬＡＮ用のアクセスポイント、ＰＣＭＣＩＡ仕様（Personal Computer Memory Card International Association）カード、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、ミニＰＣＩ（Peripheral Component Interconnection）カードなどのいわゆる小型のアクセサリ・カードにも搭載されている。例えば、ストレージ機能と無線通信機能とを備えた無線カードモジュールが市販されている。
【００１９】
本実施形態に関わる無線通信装置は、上述したパーソナル・コンピュータなどの情報処理機器、携帯電話機やＰＤＡなどの通信端末機器であってよい。また、本実施形態に関わる無線通信装置は、オーディオ製品、ビデオ機器、カメラ装置、プリンタ又はエンタテイメント・ロボットなどの電子機器に無線通信機能を搭載したものであってよい。
なお、本実施形態においては、携帯機器とクレードルの２装置により構成される「無線通信装置」を例示して説明を行うこととするが、本発明にかかる無線通信装置が携帯機器とクレードルとからなる場合に限定される訳ではない。本発明が適用可能であるがクレードルを持たない無線通信装置としては、例えば、無線アクセスポイント、無線通信機能を持ったカード型などの電子部品や無線カードモジュール等を挙げることができる。
【００２０】
以下、本実施形態では、ＭＩＭＯ通信におけるアンテナの角度依存性について最初に述べ、その後、アンテナ角度のバリエーションを豊富にする、無線通信装置の構成と動作（空間多重化通信のアンテナ選択方法の実施例を含む）を説明する。
【００２１】
《伝送特性のアンテナ角度依存性》
前述したように、ＯＦＤＭ＿ＭＩＭＯ方式はＩＥＥＥ８０２.１１ｎ規格に準拠し、この規格はＩＥＥＥ８０２.１１ａやＩＥＥＥ８０２.１１ｇの拡張規格である。
これらの規格の無線システムではいずれも、ＯＦＤＭ変調方式が採用されており、各サブキャリアでの伝送はほぼフラット・フェージングであるとみなすことができる。したがって、ＩＥＥＥ８０２.１１ｎ規格のような比較的広帯域な通信方式においても、ＭＩＭＯ伝送路をある程度簡易なモデルで表現することができる。
【００２２】
例えば図１（Ａ）に示すように、ＭＩＭＯ伝送路は、２×２（２つの送信アンテナ、２つの受信アンテナ）のＭＩＭＯ通信モデルとして表現できる。図１において、送信側と受信側にそれぞれ２つのアンテナ、すなわち、２つの送信アンテナＴｓ１,Ｔｓ２と、２つの受信アンテナＴｒ１,Ｔｒ２とを想定している。アンテナ間相互の伝送特性要素を、符号ｈ１１、ｈ１２、ｈ２１、ｈ２２により示す。
【００２３】
図１（Ｂ）に、ＭＩＭＯ通信の伝送式を示す。送信信号ｓは送信アンテナＴｓ１における送信信号ｓ１と、送信アンテナＴｓ２における送信信号ｓ２との行列式で表される。同様に、受信信号ｒも受信アンテナＴｒ１における受信信号ｒ１と、受信アンテナＴｒ２における受信信号ｒ２との行列式で表される。
図１（Ｂ）において符号Ｈは、送信アンテナ対と受信アンテナ対間の空間（伝送路）の伝送特性を表す行列を示す。この行列は伝送行列Ｈと称され、送信信号ｓと受信信号ｒとを関係付ける複素行列（信号の振幅変動と位相回転を与える行列）である。伝送路の状態によって、伝送行列Ｈは様々な値を取りうる。
【００２４】
一方、伝送路のチャネル容量Ｃ[bps/Hz]は、シャノンの通信容量定理に基づく図１（Ｃ）に示す式により表現できる。この式で、記号γはＳ／Ｎ比を、記号Ｍは、ＭＩＭＯシステムにおけるストリーム数（ｍｉｎ［ｎ,ｍ］、但し、ｎを送信アンテナ本数、ｍを受信アンテナ本数とする）を、記号λiは固有値を、それぞれ表している。
伝送行列Ｈの要素が、図１（Ｄ）の（１）に示すようにｈ１１＝ｈ２２＝１、ｈ１２＝ｈ２１＝ｊとなる理想状態では、チャネル容量Ｃの値が２×２ＭＩＭＯ通信での最大値（＝２.００）となる。一方、伝送行列Ｈの要素が、図１（Ｄ）の（２）に示すようにｈ１１＝ｈ２２＝ｈ１２＝ｈ２１＝１となる状態では、チャネル容量Ｃの値が２×２ＭＩＭＯ通信での最低値（＝１.５９）となる。
実際のＭＩＭＯ通信では、チャネル容量Ｃの値は、上記最大値以下、最小値以上の範囲で受信環境に応じた値をとる。言い換えると、伝送行列Ｈの値を任意に変化するパラメータとしたときに、チャネル容量Ｃはある分布を持つことになる。
【００２５】
図２は、伝送行列Ｈの各要素ｈ１１、ｈ１２、ｈ２１、ｈ２２の値をランダムに１０００通り発生させ、その際のチャネル容量値の分布をＣＤＦ（Cumulative Distribution Function）で表したものである。この図から、チャネル容量Ｃの値は広く分布し、１０[％]（ＣＤＦ＝０.１）強の確率で最低値（＝１.５９）に近いチャネル容量Ｃの状態が存在することがわかる。
【００２６】
次に、実在の環境下で、チャネル容量を実測により求めた例を示す。
図３は、チャネル容量の実測に用いたセットアップを示す。
テーブル１０１の上に送信アンテナＴｓ１,Ｔｓ２をセットし、そこから２.４[ｍ]の距離を置いて受信アンテナＴｒ１,Ｔｒ２をセットする。ここでは受信アンテナＴｒ１,Ｔｒ２を持つラップトップ型ＰＣ（Personal Computer）１００を受信局として用いている。ラップトップ型ＰＣ１００は、受信アンテナＴｒ１,Ｔｒ２間のほぼ中央の点を軸に回転可能な台の上に置いている。また、直接波の到達を妨害するための金属の箱１０３を伝送経路途中に障壁として置き、また、伝送経路に沿って反射壁１０２を設けることによって、少しでも実際のマルチパス環境に近くなるように工夫がされている。
送信信号の出力ケーブル（同軸ケーブル）の一方側を送信アンテナＴｓ１,Ｔｓ２に接続し、他方側をシールドルーム１０４内に設置したＶＮＡ（Vector Network Analyzer）１０５の信号出力端子に接続している。また、受信信号の入力ケーブル（同軸ケーブル）の一方側をラップトップ型ＰＣ１００の受信アンテナＴｒ１,Ｔｒ２に接続し、他方側をＶＮＡ１０５の信号入力端子（測定端子）に接続している。なお、符号１０６はスイッチボックスを表し、当該ボックス内に、同じ送信信号の送り先を送信アンテナＴｓ１,Ｔｓ２間で切り替える高周波アンテナスイッチが内蔵されている。一方、受信アンテナＴｒ１からの受信信号と、受信アンテナＴｒ２からの受信信号は、特に図示していないが、同様な高周波アンテナスイッチで切り替えてＶＮＡ１０５に入力されるようになっている。
【００２７】
このセットアップを用いて、受信側のラップトップ型ＰＣ１００を自転させて、１２通りの向きにおける伝送特性を測定した。
図４は、測定結果を示すレーダーチャートである。
レーダーチャートの半径方向の目盛りはチャネル容量Ｃの値を１.５〜２の範囲で示すものであり、周回方向の目盛りは、ラップトップ型ＰＣ１００が回転した方向を角度により表す。この角度の原点（０度）に対応するのが、図３に示す状態、すなわちラップトップ型ＰＣ１００が、送信アンテナＴｓ１,Ｔｓ２の設置位置を通る仮想鉛直平面と向き合っている状態である。
図４に示すグラフから、受信アンテナ対の回転角度によって伝送特性が変化し、２×２ＭＩＭＯ通信のチャネル容量Ｃが変化することがわかる。そして、こういった状況をランダムに作り出して測定すれば、蓄積された測定結果は、図２に示す分布に近い分布を示すと考えられる。
【００２８】
とくにＭＩＭＯ通信では、図４に示す角度が、例えば６０度→９０度→１２０度の推移箇所で明らかなように、ちょっとした角度の変化でチャネル容量Ｃが大きく違ってくる。
ＭＩＭＯ通信では、直線偏波のアンテナについて水平偏波及び垂直偏波が直交するように配置し、また、円旋偏のアンテナについて右旋偏波及び左旋偏波が直交するように配置して、それぞれの偏波を直交させるようにすることにより、アンテナ間の相関を低減させることができ、これによりＭＩＭＯ伝送の品質が向上する。また、マルチパス環境下ではアンテナ配置方向によって受信状態は大きく変化する。そのためＭＩＭＯ通信は、アンテナの角度依存性、即ちアンテナ配置方向依存性が通信性能に与える影響が、非ＭＩＭＯ通信より強い。
図３で実験的に作り出した通信環境は、実際の通信環境より簡素なため、実際には３０度といわず、僅か数度でＭＩＭＯ通信のチャネル容量Ｃが大きく変化する。
【００２９】
以上は、角度をパラメータとする、伝送特性の受信アンテナの配置方向依存性についての実験についてであるが、ＭＩＭＯ通信ではアンテナ間の相関が、送受信アンテナの配置方向のみならず、送信側と受信側の双方におけるアンテナ間距離に応じても変化する。
したがって、送受信アンテナの配置方向、ならびに、送信側と受信側それぞれにおけるアンテナ間距離について、通信環境ごとに最適値が存在する。つまり、ＭＩＭＯ通信においては、送受信する双方の機器（アンテナ）の位置・方向関係によって、得られる最大のチャネル容量が変化する。
このため、仮にパフォーマンスが良くない状態のアンテナ配置方向及び／又は位置でＭＩＭＯ通信アンテナを使用していた場合、ユーザが必要とするデータレートが得られない可能性がある。
これを解決するには、例えば、送受信アンテナの偏波を変えることで伝送特性を変化させて最適化していく必要がある。
この最適化を受信側で行う場合、送信側アンテナの偏波との関係、さらには複雑なマルチパス環境の影響もあって、アンテナ対の偏波面を直交させた状態が最適な状態とは限らず、そのため当該最適化は実際の通信環境でしか行うことができない。
しかし、コンシューマ製品において、アンテナ対の一方の向きを微妙に変える調整をユーザに要求することはできない。また、ＭＩＭＯ通信アンテナが３つ以上となると、どの向きが最適かの予想すら困難である。
【００３０】
《第１実施形態》
＜本実施形態における特徴の概略＞
上述した「特にコンシューマ製品では、アンテナの配置方向を調整することをユーザに強要できない」という不都合を回避するために、本実施形態に関わるＭＩＭＯ無線通信装置は、複数のアンテナ間でＭＩＭＯ通信の送受信アンテナの組み合わせを切り替えることにより、最適なパフォーマンスを発揮することが可能な構成としている。
つまり、本実施形態に関わるＭＩＭＯ無線通信装置の第１の特徴は、複数のアンテナが設けられているが、その中から任意の組み合わせで２つのアンテナが選択され、当該選択された２つのアンテナの配置位置を通る直線を想定したとき、当該直線を通る方向とアンテナ間距離の少なくとも一方（より望ましくは、方向、または、当該方向とアンテナ間距離の両方）が、複数のアンテナ内でどのような組み合わせでアンテナが選択されても異なるように、複数のアンテナの位置が決められていることである。
【００３１】
本実施形態で追加可能な第２の特徴は、アンテナスイッチと制御部とを有し、当該制御部は、アンテナの組み合わせごとに前記空間多重化通信（ここではＭＩＭＯ通信）のチャネル容量、伝送レートまたはエラーレートを計算により求め、当該計算により求めた値を比較し、チャネル容量あるいは伝送レートが最大となる（あるいは必要な値以上となる）、または、エラーレートが最小となる（あるいは所定の値以下となる）アンテナの組を選択し、選択した組のアンテナが通信処理部に接続されるようにアンテナスイッチを制御することである。
【００３２】
ところで、ＭＩＭＯ通信システムを、デジタルスチルカメラ、ヘッドホンステレオ、ウルトラモバイルＰＣ、ＰＤＡなどの小型の携帯機器に搭載しようとした場合、多数のアンテナを配置するスペースを携帯機器において十分に確保することは困難である。ＭＩＭＯ通信ではアンテナ間スペースを大きく確保すればする程、その特性は向上する。これは、大きいスペースを確保すればそれぞれのアンテナの相関が低下することに起因している。アンテナの相関が低いほど、さきに述べた到来する電波の伝送特性が独立となる確率が高くなり、逆にアンテナの相関が高いと、伝送特性としての相関も高くなってＭＩＭＯ通信のパフォーマンスを十分に発揮できない可能性がある。
【００３３】
この不都合を回避するために、本実施形態に関わるＭＩＭＯ無線通信装置で、上記第１の特徴を有する構成、あるいは、第１と第２の特徴を有する構成に追加可能な第３の特徴は、クレードルと携帯機器とから構成されることによって、特にクレードル側に多くのアンテナを配置可能になっていることである。
【００３４】
小型の携帯機器は、「持ち歩いて使用する、いわゆるモバイルに使用する（例えば、屋外での静止画や動画の撮影、ホットスポットに接続してのＥ−ｍａｉｌやＷｅｂの閲覧、ヘッドホンステレオで音楽を聴く等々）」という第１の使用形態と、「自宅のパソコンやビデオサーバ等に接続してデータを伝送する」という第２の使用形態に大別される。
そして、特に高速な無線通信機能が望まれるのは、おそらく第２の使用形態においてであると考えられる。それは、携帯機器は年々性能が向上しているものの、バッテリ駆動であり処理能力も限られているため、大量のデータを扱うには制限が多いことからも明らかである。よって、ＭＩＭＯ通信を利用して、撮影した動画像等を高速に伝送したい、無線ＬＡＮ機能付のハイビジョンＴＶからの画像を高速に伝送して別の部屋で視聴したい等の要求が、主に、携帯機器をクレードルに装着している状態で満たされれば、実用上支障はない場合が殆どであると考えられる。
このような理由から、携帯機器によるＭＩＭＯ通信の場合、第３の特徴が極めて有効である。よって、アンテナの配置スペースが小さく限定された小型の携帯機器においても、その限定された配置状態において極力、無線伝送特性を向上させることが可能となる。
【００３５】
以下、クレードルが製品として付属しているカメラ装置を例に、より詳細な実施形態（構成と動作）を説明する。
【００３６】
＜装置構成＞
図５は、第１実施形態に関わる無線通信装置の概略的なブロック図である。図５は、クレードルに携帯機器（カメラ装置）が装着された状態のカメラ装置側の構成を主に示している。
図解する無線通信装置１は、カメラ装置２とクレードル３とから構成され、クレードル３に設けられているクレードル・ソケット３３にカメラ装置２の下部が収容されて両者が合体している。このときカメラ装置２の底面に設けられているクレードル・コネクタ（ＣＬ.ＣＮ）２３によって、当該カメラ装置２はクレードル３と電気的に接続されている。
クレードル３は、携帯機器の未使用時に休む場所を提供するとともに、外部からの商用ＡＣ電源の供給を受けて、カメラ装置２内のバッテリ（ＢＴ）２２を充電する機能があり、ＡＣ電源供給がクレードル・コネクタ２３を介して行われる。また、クレードル・コネクタ２３は、後述するＲＦ（Radio Frequency）信号の入出力を行うＲＦ端子を含む。ＲＦ端子は、ＲＦ信号用の整合インピーダンスを有する端子（５０Ω同軸コネクタ等）であり、例えば、Aliner社製ＳＭＣＸ小型コネクタ（商標名）などを利用できる。
【００３７】
カメラ装置２は、レンズ、ストロボ、ファインダー等などの光学部品、さらには、電源ボタンやシャッター等のＵＩ（User Interface）のためのスイッチ類、ならびに、音声や画像の出力部等がボディ外面に設けられる。図５では、これらのボディ外面に設けられる部品を符号２１（LENS etc.と表記）により示している。
また、カメラ装置２には、ボディ外面または内部にアンテナＴ０が設けられている。
【００３８】
アンテナに関し、様々な小型の携帯機器の、アンテナ間隔を十分に大きくして配置することは工業デザイン設計上困難であり、図５に示すように、カメラ装置２には単一のアンテナＴ０しか設けることができない場合がある。
あるいは、本実施形態に関わるカメラ装置２の他の形態を例示する図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、アンテナＴ０ａ,Ｔ０ｂ（およびＴ０ｃ）を複数設ける場合でも狭い間隔での配置を強いられることが常である。これは、例えばカメラ装置を想定すれば、アンテナの配置される装置表面には、カメラのレンズ等２１が配置され、さらには内部にはバッテリ２２や実装基板２０が高密度に配置されるため、アンテナはこれらの他の部品とのクリヤランスを確保して配置しなければ、その放射特性を他の部品への悪影響なしに発揮することができないからである。
結果として、アンテナが配置されるエリヤは小さく限定されることとなり、図５に示すように単一のアンテナ配置とするか、図６のような狭い間隔でのアンテナ配置となるのが実情である。
【００３９】
図５および図６に示すカメラ装置２に設けられているアンテナは、ＭＩＭＯ通信時以外の非ＭＩＭＯ通信時に兼用されるアンテナを含んで構成される。ＭＩＭＯ通信と非ＭＩＭＯ通信を兼用するアンテナは、図５ではアンテナＴ０が該当する。また、図６では図示しているアンテナの１本、または、ダイバーシチの場合に複数のアンテナが、ＭＩＭＯ通信と非ＭＩＭＯ通信を兼用するアンテナに該当する。
なお、図６の場合、カメラ装置２がＭＩＭＯ通信用に複数のアンテナを備えることを、本実施形態では排除しない。ただし、その場合でも、さらに多くのＭＩＭＯ通信用アンテナが必要な場合に、クレードル３側のアンテナ（後述）を追加利用することにより、ＭＩＭＯ通信アンテナ配置の自由度を拡張して、ＭＩＭＯ通信能力を高める意図が、本実施形態にはある。
【００４０】
実装基板２０には、ＣＰＵ（不図示）をコアとして多数の電子部品が実装されるが、ここで図５には「受信処理部」としてのＲＦモジュール（８０２.１１ｎと表記）４のみ示す。ＲＦモジュール４は、ＩＥＥＥ８０２.１１ｎ規格に準拠したＭＩＭＯ通信に関する処理を行う部分であり、通常、１つ以上のＩＣを中心としてモジュール化されている。なお、ＲＦモジュール４は、採用されている無線通信規格に特有な処理の部分という意味であり、この意味では、かならずしもモジュール化されていなくても、同じ機能の実現は可能である。
【００４１】
ＲＦモジュール４に採用されているＭＩＭＯ通信の変復調方式は、ゼロフォーシング（Zero Forcing）、Ｖ−ＢＬＡＳＴ（Vertical Bell Labs Layered Space-Time）といった、送信側ではチャネル情報が未知で受信側のみの線形演算で復調する方式、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection：最尤推定法）と呼ばれる非線形演算で復調する方式、送信側でも予めチャネル情報を取得して、それに応じた適正な電力配分及び位相のベクトル合成を行なって送受信する固有モード（Eigen-mode）ＭＩＭＯなどの各種方式のうち、どの方式であってもよい。ＭＩＭＯ通信の変復調方式に限定はなく、上記に挙げた方式以外でもよい。
【００４２】
＜ＲＦモジュール構成＞
図７は、図５の構成に対応した、ＲＦモジュール４の基本構成を示す概略的なブロック図である。また、図８は、図７の、特に受信処理内容をさらに詳細な機能ブロックにより示す図である。なお、図７および図８は、上述したＭＩＭＯ通信の様々な変復調方式に共通な構成を示すものである。
図７に図解されているＲＦモジュール４は、内蔵の、または、カメラ装置２全体を制御する制御部（例えばＣＰＵ）５により制御される回路ブロックとして、３つのデュプレクサ（Duplex.）４１＿１〜４１＿３と、３つのＲＦ受信処理部（ＲＥ.Ｃ）４２＿１〜４２＿３と、３つのＲＦ送信処理部（ＴＸ.Ｃ）４３＿１〜４３＿３と、１つのベースバンド及びマック処理部（図ではＢＢ＆ＭＡＣと表記、以下、ＢＢ・ＭＡＣ処理部という）４４とを有する。
デュプレクサ４１＿１〜４１＿３の各入力に不図示のアンテナが１本ずつ接続可能であり、当該デュプレクサは、アンテナへの接続を、ＲＦモジュール４に至る２つの経路（受信経路と送信経路）で切り替える共用スイッチである。デュプレクサ４１＿１の受信経路にＲＦ受信処理部４２＿１が接続され、送信経路にＲＦ送信処理部４３＿１が接続されている。デュプレクサ４１＿２の受信経路にＲＦ受信処理部４２＿２が接続され、送信経路にＲＦ送信処理部４３＿２が接続されている。さらに、デュプレクサ４１＿３の受信経路にＲＦ受信処理部４２＿３が接続され、送信経路にＲＦ送信処理部４３＿３が接続されている。
【００４３】
最初に送信処理のための構成と、その動作について、簡単に説明する。
ＢＢ・ＭＡＣ処理部４４内に、送信処理に関する構成として、特に図示しないが、送信データに誤り訂正符号化を施す誤り訂正符号部、Ｓ／Ｐ(Serial to Parallel)変換部、マッピング処理部、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）、Ｐ／Ｓ(Parallel to Serial)変換部、マルチプレックス部、ガードインターバル挿入およびＤ／Ａ(Digital to Analog)変換を行う後処理部を含む。
また、ＲＦ送信処理部４３＿１〜４３＿３の各々は、特に詳細を図示しないが、符号化部（例えば、直交変調回路（Quad. Demodulator））、アップコンバート部、電力増幅回路、および、バンドパス・フィルタ等を含んで構成されている。
【００４４】
ＢＢ・ＭＡＣ処理部４４内のＳ／Ｐ変換部は、インターフェース経由で上位層プロトコルから送信情報を受け取り、送信情報をキャリアごとのデータストリームにパラレル−シリアル変換する。Ｓ／Ｐ変換部からは、各キャリアの変調に必要となるデータ分のデータストリームが並列に出力され、そのストリームごとにマッピング処理部において各サブキャリアに変調が施される。また、マッピング処理部において、例えば、ストリームごとの送信データ系列からなる送信ベクトルにアンテナ送信重み行列を乗算することによって、アンテナ送信経路ごとの空間多重された送信信号を発生する。アンテナ送信重み行列を計算するには、通信相手からフィードバックされた情報に基づいて算出する方法や、自ら推定したチャネル行列から算出する方法など、公知の方法を適用することができる。
【００４５】
その後、ＩＦＦＴ部で、周波数領域のデータ信号が時間領域のデータ信号（ＯＦＤＭシンボル）に変換される。ＴＦＦＴ後にＰ／Ｓ変換部で、時間領域のデータ信号がシリアルデータに変換され、変換後のデータに対し、マルチプレクス部にて制御用のプリアンブルが時間多重され、次いで、後処理部で、受信時のシンボル間干渉を低減するためガードインターバル（ＧＩ）が挿入されることによって、送信パケット信号が発生する。発生した送信パケット信号は、アナログ信号に変換された後、後段のＲＦ送信処理部に送られる。
【００４６】
ＲＦ送信処理部４３＿１〜４３＿３の各々において、符号化部（または直交変調回路）が、送信すべきアナログのパケット信号（ベースバンド信号）をＢＢ・ＭＡＣ処理部４４から入力し、複素ＩＱ空間上の信号点に符号化する（直交変調）。次いで、直交変調後の信号が、アップコンバート部でＲＦ帯にアップコンバートされてＲＦ送信信号が発生する。ＲＦ送信信号は、電力増幅回路で電力増幅された後、所望帯域の成分のみを通過させるバンドパス・フィルタに通される。各ＲＦ送信処理部からの送信信号（所望帯域の成分）は、対応するデュプレクサを介してアンテナに接続され、アンテナからＲＦ無線信号として空中に放出される。
【００４７】
つぎに、受信処理のための構成と、その動作について説明する。
ＲＦ受信処理部４２＿１〜４２＿３の各々は、特に詳細を図示しないが、バンドパス・フィルタ、受信したＲＦ信号を増幅する低雑音増幅回路（ＬＮＡ）、ＲＦ信号をダウンコンバートするダウンコンバート部、および、ダウンコンバート後の受信信号を複素ＩＱ空間上の信号点に復号する復号部（例えば、直交復調回路：Quad. Demodulator）等を含んで構成されている。
【００４８】
図８には、ＲＦ受信処理部からのベースバンド信号を入力して処理するＢＢ・ＭＡＣ処理部４４内の概略的なブロック構成を示している。なお、この図では、受信経路をＮ系統として回路ブロックを一般化しているが、図７との対応ではＮ＝３となる。
【００４９】
ＢＢ・ＭＡＣ処理部４４は、受信経路ごとに、図８に示すように、ＦＦＴの前処理としてシンボル同期、ＧＩ除去（GI Remove）、ＧＩ除去後の隙間を除去する周期的（時間）伸張 (Cyclic (Time) Extension)、および、Ｓ／Ｐ変換を行う前処理部（ＰＲＥ.）４４１と、ＦＦＴ部４４２と、マッピング処理部（ＭＡＰＵｉ（ｉ＝１〜Ｎ））４４３と、デマッピング（Demapping）、デインターリービング（Deinterleaveing；誤り訂正復号）およびデコーディング（Decoding：復号）を行う後処理部（POST.）４４４と、を含んで構成されている。
【００５０】
アンテナで受信されＲＦ信号は、対応するデュプレクサ４１＿１〜４１＿Ｎ（４１＿３）を通して、対応するＲＦ受信処理部４２＿１〜４２＿Ｎ（４２＿３）に送られる。
ＲＦ受信処理部４２＿１〜４２＿Ｎ（４２＿３）内のバンドパス・フィルタは、デュプレクサからのアンテナ受信信号（ＲＦ信号）のうち所望帯域の信号成分のみを通過させる。バンドパス・フィルタからのＲＦ信号はＬＮＡで増幅された後、信号の扱いが容易な、より低い同一周波数帯域にダウンコンバートされる。そして、ダウンコンバート後の受信信号が、直交復調（または直交復号）されて、実数部および虚数部のベースバンド信号に変換される。変換後のベースバンド信号は、後段のＢＢ・ＭＡＣ処理部４４に送られる。
なお、直交復調回路は、とくに図示しないが、動作クロック等を生成する回路部からのクロックにより動作し、位相が９０度異なる２つの発振信号を生成し、このふたつの位相差を変化させながらサブキャリア信号に重畳された信号を直交復調する。
【００５１】
ＢＢ・ＭＡＣ処理部４４では、まず前処理部４４１にて、パケット内のプリアンブルを参照したＯＦＤＭシンボル同期が取られ、ガードインターバル（ＧＩ）が除去される。ＧＩ除去後の隙間を埋めるために周期的（時間）伸張がパケットごとに行われる。そして、シリアルのパケットが、パイロット信号を参照することにより、ＯＦＤＭサブキャリアに対応する数のシリアルデータに変換される。前処理後の受信パケットは、ＦＦＴ部４４２に送られる。
ＦＦＴ部４４２では、入力後のシリアルデータ（時間領域のデータ）をＦＦＴにより周波数流域のデータに変換し、複数のサブキャリアにＯＦＤＭ復調する。複数のＯＦＤＭ復調データは、マッピング処理部４４３に送られるが、このとき、相互に他の受信経路のマッピング処理部４４３にも同じデータが入力される。
【００５２】
マッピング処理は、一般に、複数のデータを相互に切り替えながら、データを相互に用いる必要がある様々な処理を行う。マッピング処理部４４３が行う、この処理はＭＩＭＯ受信処理を含み、このとき既知のトレーニング系列がＭＩＭＯ受信処理のために入力されている。
ＭＩＭＯ受信処理では、例えば、１つのやり方としては、伝送チャネルの特性に応じて振幅変動と位相回転を受けて変化したプリアンブル信号から、既知の（元の）プリアンブル信号を除算してチャネル情報（チャネル行列）を推定する（チャネル推定）。同じ様なことは既知の信号、パイロット信号を用いても可能である。
【００５３】
また、ＭＩＭＯ通信受信では、推定したチャネル行列を基にアンテナ受信重み行列を計算し、アンテナの受信経路ごとの受信信号からなる受信ベクトルに、このアンテナ受信重み行列を乗算することで、空間多重された受信信号を元のストリームごとのサブキャリア信号に空間分離する。さらにＭＩＭＯ受信処理では、周波数軸上の各サブキャリアからデータ系列を復号する。
復号したデータ系列は、Ｎ個の後処理部４４４に相互に入力され、デマッピングにより、ストリーム（受信経路）ごとの送信信号に復元される。その後、後処理部４４４内で、シリアル変換された後、当該シリアルデータが、誤り訂正復号（デインターリービング）やデコーディングを経て、送信データに復号される。
復号された送信データは、インターフェース経由で上位層プロトコルが行う処理部へ渡される。
【００５４】
図５に戻ると、図示を省略しているが、クレードル３側に複数のアンテナが配置されている。
ここで、アンテナ配置例と、アンテナ選択の仕方について説明する。
【００５５】
＜アンテナ配置例１＞
図９（Ａ）は、アンテナ配置例１を示す内部の平面図（上面からの透視図）、図９（Ｂ）は、その斜視図である。
図９に示す配置例１では、クレードル３にアンテナが８個設けられている。これらの８個のアンテナＴ１〜Ｔ８は、図解するように８面体の周壁に設けられているかの如き、互いの位置と向きで配置されている。ここで８面体の周壁は、あくまでアンテナ配置関係の理解を容易化するための仮想面であり、クレードル３の形状とは必ずしも関係しない。つまり、クレードル３の外形が、このような８面体であってもよいし、また、他の外形であってもよい。クレードル３がどのような形状であれ、それとは無関係に、あるいは、当該クレードル３の外形や内部構造を利用して、図示のように８個のアンテナＴ１〜Ｔ８の位置関係が定められている。
【００５６】
クレードル３は、クレードル・ソケット３３が固定されているクレードル基板３０を有し、クレードル基板３０に、本例では、第２の特徴で述べた「アンテナスイッチ」としての２つのスイッチＩＣ３１Ａ,３１Ｂと、制御部（例えばＣＰＵ）３４が実装されている。
スイッチＩＣ３１Ａ,３１Ｂは、ＳＰ４Ｔ（Single Pole Four Throw）構成の高周波アンテナスイッチをＩＣ化したものである。スイッチＩＣ３１Ａ,３１Ｂは、それぞれ、４つの操作端の何れかを、別々に作動させて任意の１つの操作端を単一のポールに高周波的なロスを極力抑制しつつ高周波接続することができる。
スイッチＩＣ３１Ａの４つの操作端に、それぞれアンテナＴ１〜Ｔ４の何れかが接続され、スイッチＩＣ３１Ａのポールがクレードル・ソケット３３のＲＦ端子に接続されている。同様に、スイッチＩＣ３１Ｂの４つの操作端に、それぞれアンテナＴ５〜Ｔ８の何れかが接続され、スイッチＩＣ３１Ｂのポールがクレードル・ソケット３３の他のＲＦ端子に接続されている。
【００５７】
この接続におけるクレードル基板３０上の配線は、マイクロストリップライン（内層型のストリップ線路、あるいは、コプレーナラインでも可）構成となっており、アンテナ接続のためのマイクロストリップライン端から、それぞれのアンテナまではフレキシブルなケーブル（例えばＲＦ同軸ケーブル）により接続されている。このケーブルとクレードル基板３０のマイクロストリップライン端との接続は、コネクタ（例えばヒロセ製Ｕ.ＦＬ（商標名）など）を使ってもよいし、直接はんだで接続してもよい。
なお、クレードル基板３０は、電源回路等の通常の機能に必要な素子等も搭載されるが、ここでは図示を省略している。また、図示した制御部３４は、前述した第２の特徴で述べた「制御部」として、スイッチＩＣ３１Ａ,３１Ｂを切り替える制御を行ってよい。あるいは、この「制御部」の役目を、図７に示す制御部５が担ってもよい。
【００５８】
＜アンテナ配置例２＞
図１０（Ａ）は、アンテナ配置例２を示す内部の平面図（上面からの透視図）、図１０（Ｂ）は、その斜視図である。
図１０に示す配置例２では、クレードル３にアンテナが４個設けられている。これらの４個のアンテナＴ１〜Ｔ４は、配置例１と同様、８面体の周壁（仮想面）に設けられているかの如き、互いの位置と向きで配置されている。クレードル３がどのような形状であれ、それとは無関係に、あるいは、当該クレードル３の外形や内部構造を利用して、図示のように４個のアンテナＴ１〜Ｔ４の位置関係が定められている。
アンテナＴ１〜Ｔ４は、図では８面体の連続する４面に設けられているが、どの面にアンテナを設けるかは任意である。連続する面に設けた場合は、「円弧状の配置」となる。
クレードル基板３０、制御部３４、スイッチＩＣ３１Ａ、および、これらとクレードル・ソケット３３との接続態様は配置例１と基本的に同じである。ただし、アンテナが４個なので、ここではＳＰ４Ｔ構成のスイッチＩＣ３１Ａが１つで足りる。なお、ＳＰ２Ｔ（Single Pole Two Throw）構成のスイッチＩＣ（アンテナスイッチ）を２個設け、それぞれが２個のアンテナを切り替えるようにしてよい。その他、アンテナスイッチの構成は任意である。
【００５９】
＜アンテナ配置例３＞
図１１（Ａ）は、アンテナ配置例３を示す内部の平面図（上面からの透視図）、図１１（Ｂ）は、その斜視図である。
図１１に示す配置例３では、クレードルにアンテナが４個設けられている。これらの４個のアンテナＴ１〜Ｔ４は、「円状配置」の一種として、略正方形のクレードル基板３０の４隅に１つずつ設けられている。例えば、クレードル基板３０の４隅には、それぞれ、マイクロストリップライン端が接続された同軸コネクタの受け部が設けられ、一方、アンテナＴ１〜Ｔ４の各端部に同軸コネクタが設けられている。この場合、当該同軸コネクタ対（コネクタと受け部）によりアンテナの接続と固定が可能である。
配置例３では、配置例１と同様なスイッチＩＣ３１Ａにより、アンテナＴ１〜Ｔ４の切り替えを行う。
【００６０】
＜アンテナ配置例４＞
図１２（Ａ）は、アンテナ配置例４を示す内部の平面図（上面からの透視図）、図１２（Ｂ）は、その斜視図である。
図１２に示す配置例４では、配置例３と同様な配置および接続の仕方で、４個のアンテナＴ１〜Ｔ４が、略正方形のクレードル基板３０の４隅に１つずつ設けられている。
ただし、配置例４では、ＳＰ２Ｔ構成の高周波アンテナスイッチをＩＣ化したスイッチＩＣ３２Ａ,３２Ｂが用いられている。スイッチＩＣ３２ＡはアンテナＴ１とＴ２の切り替えを行い、スイッチＩＣ３２ＢはアンテナＴ３とＴ４の切り替えを行う。スイッチＩＣ３２Ａ,３２Ｂのそれぞれが有する２つの操作端は、例えばマイクロストリップラインとコネクタにより、対応する２つのアンテナに接続され、単一のポールは、例えばマイクロストリップラインによりクレードル・ソケット３３に接続されている。この場合のコネクタは、配置例３と同様、アンテナの接続と固定を同時に行う役目がある。当該コネクタ、スイッチＩＣ３２Ａ,３２Ｂ、制御部３４、および、マイクロストリップラインはクレードル基板３０に実装または形成されている。
【００６１】
つぎに、２つのアンテナ選択手法について述べる。
【００６２】
＜アンテナ選択手法１＞
アンテナ選択手法１は、非ＭＩＭＯ通信アンテナを兼用する基準アンテナ（カメラ装置２に設けたアンテナＴ０）を、ＭＩＭＯ通信時にも必ず用いる手法である。
この手法は図５に示す構成で行うことができる。なお、図５ではクレードル３側のアンテナを２本まで選択でき、ＭＩＭＯ通信用のアンテナは２本または３本となる。ただし、クレードル３側に設けられているアンテナ数より１本少ない追加アンテナが選択できるため、合計のアンテナ数は３本より多くすることもできる。
【００６３】
＜アンテナ選択手法２＞
アンテナ選択手法２は、基準アンテナ（アンテナＴ０）をＭＩＭＯ通信時には用いないで、ＭＯＭＯ通信アンテナを、クレードル３に設けたアンテナ群の中から選択する手法である。
この手法は、例えば図１３に示す構成で行うことができる。
図１３に示すカメラ装置２内の、アンテナＴ０とＲＦモジュール４との間にアンテナスイッチ（ＳＷ）２４が挿入されている。アンテナスイッチ２４はＳＰ２Ｔ構成のスイッチＩＣから構成でき、２つの操作端の一方にアンテナＴ０が接続され、他方がクレードル・コネクタ２３に接続されている。アンテナスイッチ２４の単一のポールがＲＦモジュール４の、例えばデュプレクサ４１＿１（図７参照）に接続されている。
図１３に示す構成では、アンテナ選択手法１への変更もでき、そのときは、アンテナスイッチ２４が、ＲＦモジュール４に接続される操作端をアンテナＴ０側にし、アンテナ選択手法２を取るときは、当該操作端をクレードル・コネクタ２３側に切り替える。
【００６４】
本実施形態におけるアンテナ配置は、前述した第１の特徴を満たすことを条件に任意である。前述したアンテナ配置例１〜４は、そのより望ましい配置の、ほんの数例に過ぎない。
これらの配置例は、以下の共通概念に基づくものであり、本実施形態の望ましい配置は、当該共通概念を満たせばアンテナ配置例１〜４にのみ限定されるものではない。
【００６５】
＜配置例１〜４の共通概念＞
図９〜図１２において、カメラ装置２のほぼ中心に記している「×」印は、アンテナＴ１〜Ｔ８（またはＴ１〜Ｔ４）の配置中心を示す。図９、図１１および図１２に示すアンテナ配置では、「×」位置を中心とする円状にアンテナＴ１〜Ｔ８（またはＴ１〜Ｔ４）が配置されている。また、図１０に示すアンテナ配置では、「×」位置を軸とする円弧状にアンテナＴ１〜Ｔ４が配置されている。
【００６６】
この配置の共通概念は、前述した第１の特徴を実現するための好ましいアンテナ配置の方法を提供するものである。
つまり、アンテナＴ０（基準アンテナ）がＭＩＭＯ通信アンテナとして必ず選択されるアンテナ選択手法１では、アンテナＴ１〜Ｔ８（またはＴ１〜Ｔ４）の何れか１つが選択されて、アンテナＴ０と共にアンテナ対を構成すると想定する。このとき、当該選択された２つのアンテナの配置位置を通る直線を想定したとき、当該直線を通る方向（図４に示すアンテナ対の回転角度に対応するアンテナ配置方向のこと）とアンテナ間距離の少なくとも一方（図９、図１１および図１２の場合、アンテナ配置方向と距離の両方）が、アンテナＴ１〜Ｔ８（またはＴ１〜Ｔ４）内でどのアンテナが選択されても異なるようになっている。これは、アンテナＴ０と「×」印の位置が一致していないことに起因する。
【００６７】
図９、図１１および図１２において、アンテナＴ０の位置が「×」印の位置と一致するようにしてよい。つまり、カメラ装置２の中心にアンテナＴ０を設けるか、カメラ装置２のクレードル３に対する相対位置が、アンテナＴ０の位置が「×」印の位置と一致するように決められてよい。その場合、アンテナＴ０と他のアンテナを選択するとき、アンテナ間距離は円の半径で同じなので、アンテナ配置方向のみ、どのアンテナが選択されても異なることになる。
【００６８】
一方、図９、図１１および図１２において、アンテナ選択手法２が採られるときは、クレードル３に設けたアンテナＴ１〜Ｔ８（またはアンテナＴ１〜Ｔ４）のうち、円の中心を通る直径方向で２つのアンテナ対が選択されることを想定し、このときアンテナ間距離は円の直径で同じなので、アンテナ配置方向のみ、どのアンテナ対が選択されても異なることになる。
【００６９】
円弧状にアンテナ配置がされている図１０の場合、アンテナＴ０（基準アンテナ）が選択されるアンテナ選択手法１が採られるときは、円状配置と同様、アンテナＴ０が「×」印と一致していなければ、基準アンテナとペアとなるアンテナを、アンテナＴ１〜Ｔ４のどれに選んでも、アンテナ配置方向とアンテナ距離の両方が異なることになるし、アンテナＴ０が「×」印と一致していれば、アンテナ配置方向のみ異なることになる。
【００７０】
一方、円弧状配置を示す図１０の場合に、アンテナ選択手法２が採られるときは、上記円状配置と事情が少し異なる。
つまり、この場合のアンテナ選択手法２では、図１０のアンテナ配置では円の直径方向での選択ができないので、アンテナ対は任意に選択される。このとき円弧が半円以下の場合は、任意のアンテナ対の組み合わせをどのように行っても、アンテナ配置方向とアンテナ間距離が同じになることはなく、必ず、アンテナ配置方向とアンテナ間距離の一方または両方、つまり、アンテナ配置方向とアンテナ間距離の少なくとも一方が異なってくる。
【００７１】
前述した第１の特徴で「方向とアンテナ間距離の少なくとも一方（より望ましくは、方向、または、当該方向とアンテナ間距離の両方）」としたのは、以上の様々な場合を全て含む意味である。
【００７２】
念のために繰り返しになるが、本実施形態では、第１の特徴を満たすアンテナ配置であれば、上記共通概念、ましてや、具体的なアンテナ配置例１〜４に限定されない。
また、アンテナスイッチや制御部による自動切り替えに関する第２の特徴にも限定されない。例えば、設けられているアンテナの数だけ、図７に示すデュプレクサ、ＲＦ受信処理部、ＲＦ送信処理部からなる送受信経路を設け、ＢＢ・ＭＡＣ処理部４４が、チャネル容量等のＭＩＭＯ通信性能が最大化となる、つまり、チャネル容量あるいは伝送レートが最大となる、または、エラーレートが最小となる幾つかの送受信経路を有効化することができるように構成されている。このようにすると、アンテナスイッチ切替を実際に行わなくても、行う場合と同様な効果が得られる。
さらに、クレードル３を有する第３の特徴にも限定されない。ただし、小型の携帯機器では、クレードルにアンテナを配置する第３の特徴を有することが望ましい。
【００７３】
なお、第１の特徴でアンテナ対を想定しているが、このことは、ＭＩＭＯ通信アンテナが２つであるという限定を与えるものではない。つまり、ＭＩＭＯ通信アンテナ数は２以上、幾つでもよい。このとき２以上のＭＩＭＯ通信アンテナで、基準アンテナ（上記例ではアンテナＴ０）と任意の１つのアンテナとの関係、あるいは、任意の２アンテナ間の関係を第１の特徴によって規定している。よって、例えば、基準アンテナ以外にアンテナが２つある場合は、基準アンテナと一のアンテナとの組み合わせ、基準アンテナと残りの他のアンテナとの組み合わせにおいて第１の特徴を満たすことが要求される。
【００７４】
配置例１〜４の共通概念（円状または円弧状配置）は、八角形や四角形などの正多角形配置とセットではない。つまり、円状または円弧状配置であれば、第１の特徴を満たす限り、正多角形配置とする必要はない。
さらに、第１の特徴を満たす限り、円状または円弧状の配置でなくてもよい。
【００７５】
＜アンテナ選択手順＞
つぎに、アンテナ選択方法の手順について、説明する。
本実施形態のアンテナ選択方法は、
（０）ステップ０：上述したアンテナ配置手法で複数のアンテナを配置する、
（１）ステップ１：複数のアンテナから２以上のアンテナを任意の組み合わせで選択する、
（２）ステップ２：アンテナの組み合わせごとにチャネル容量、伝送レートあるいはエラーレートを計算により求める、
（３）ステップ３：チャネル容量あるいは伝送レートが最大となる（あるいは必要な値以上となる）、または、エラーレートが最小となる（あるいは所定の値以下となる）アンテナの組を、前記求めたチャネル容量の値から決定する、
という４つのステップを少なくとも含む。
さらに、望ましくは、上記アンテナの組をＭＩＭＯ通信に利用する、例えばアンテナ切り替えにより、ＭＩＭＯ通信アンテナをＲＦモジュール４等の処理部に接続するステップ４を含む。
【００７６】
図１４は、図９（Ａ）に示すアンテナＴ１〜Ｔ８から、円の直径方向（八角形の対面方向）のアンテナ対をＭＩＭＯ通信アンテナとして選択する場合を例として示す、アンテナ選択例の詳細なフロー図である。
ここで示すアンテナ選択例では、チャネル容量Ｃを判断の基準とする。この基準は、伝送レートやエラーレートで代替可能である。
フロー図内の方向(I)が、図９（Ａ）でアンテナＴ１とＴ５が選択された場合を表す。同様に、方向(II)はアンテナＴ２とＴ６が、方向(III)はアンテナＴ３とＴ７が、方向(IV)はアンテナＴ４とＴ８が、それぞれ選択された場合を表す。
【００７７】
ステップＳＴ１０では、変数をＸ＝ｘｉとおいて、ｉ＝１と初期設定する。ここで、変数ｘｉはチャネル容量Ｃの判定に用いる閾値を与え、段階的に順次小さくなる変数である。ｉが小さいほど変数ｘｉの値が大きい。ｉ＝１のときの変数ｘｉ（閾値ｘ１）は、例えば、極めて良好な通信環境でしか得られないような十分大きなチャネル容量に対応して設定される。ｉ＝ｎのときの変数ｘｉ（閾値ｘｎ）は、例えば、これ以上チャネル容量が小さいとＭＩＭＯ通信が不可能な値に設定される。
【００７８】
ステップＳＴ１１では、方向(I)が選択されるようにスイッチＩＣ３１Ａ,３１Ｂが、制御部３４により切り替えられて、ＭＩＭＯ受信処理がＲＦモジュール４により実行される（図７および図８参照）。
続いて、例えば図７に示す制御部５が、例えば、マッピング処理部４４３（図８）で推定されたチャネル行列の情報を取得し、図１（Ｃ）の式からチャネル容量Ｃを計算する（ステップＳＴ２１）。そして、制御部５は、計算したチャネル容量Ｃを変数ｘｉ（閾値ｘ１）と比較し（ステップＳＴ２１１）、チャネル容量Ｃが閾値ｘ１より大きければ当該チャネル容量Ｃを、制御部５内部のレジスタ、その他の不図示の記憶部に保存する（ステップＳＴ２１２）。チャネル容量Ｃが閾値ｘ１以下なら、次のステップＳＴ１２に処理を進める。
【００７９】
方向(II)にアンテナ選択方向を変更して（ステップＳＴ１２）、同様な処理、即ち、チャネル容量Ｃの計算（ステップＳＴ２２）、比較（ステップＳＴ２２１）および保存（ステップＳＴ２２２）を繰り返す。
方向(III)へのアンテナ選択変更（ステップＳＴ１３）の後に続く３つのステップ（ステップＳＴ２３とＳＴ２３１とＳＴ２３２）と、方向(IV)へのアンテナ選択変更（ステップＳＴ１４）の後に続く３つのステップ（ステップＳＴ２４とＳＴ２４１とＳＴ２４２）とは、同様な処理の繰り返しとなる。
【００８０】
ステップＳＴ３１では、保存されているチャネル容量Ｃが存在するかを、制御部５が判断する。通常の通信状態では、最初の１サイクル目のフローでは、この判断は大抵「ノー（Ｎ）」となるので、次のステップＳＴ３３で、制御部５は、変数ｉがｎに達したかを判断する。最初のサイクルではｉ＝１なので、この判断は「Ｎ」であり、処理フローがステップＳＴ１２を経て、ステップＳＴ１１の前に戻される。ステップＳＴ１２では、制御部５が、変数ｉをインクリメントする。
【００８１】
２サイクル目に入ると、同様にして、ステップＳＴ１１からステップＳＴ３３が実行され、同じようなサイクルが繰り返される。このとき、変数ｘｉが閾値ｘ１から初めて、サイクル数が増えるごとにｘ２,ｘ３,…と値が小さくなっていく。
閾値が下げられると、ある閾値で、保存されるチャネル容量Ｃが存在するようになり、ステップＳＴ３１の判断が「イエス（Ｙ）」となる。すると、ルーチンから処理フローが抜けて、ステップＳＴ３２で、チャネル容量Ｃが得られたときのアンテナ選択方向についての情報が制御部５から、アンテナ切り替えのための制御部３４に送られる。そして、スイッチＩＣ３１Ａ等のアンテナスイッチが、当該制御部３４により切替制御され、入力される情報に応じた方向に、アンテナ対が切り替えられ、当該アンテナ選択処理が終了する。以後、最適なアンテナの向きでＭＩＭＯ通信が可能な状態が整うことになる。
なお、保存されたチャネル容量Ｃが複数ある場合、選択されるアンテナ対は、そのどちらの方向に対応するものでもよい。同じサイクルで保存されるチャネル容量Ｃが複数となる確率を下げるために、最大のチャネル容量Ｃが得られる可能性が高い閾値付近の閾値ステップを、より細かくしてよい。
ステップＳＴ３３で変数ｉ＝ｎとなる場合は、ＭＩＭＯ通信が不可能であるため、その場合も処理を終了する。
【００８２】
本実施形態では、本体（カメラ装置２）そのものに設置するアンテナの数は削減し、配置設計上の負担を軽減できる。そして、高い伝送レートの特性が要求されると想定されるクレードル装着使用時において、多数のアンテナから最もチャネル容量Ｃの得られるアンテナ配置を自由に選択することによって、実使用に適応的にＭＩＭＯ通信の伝送特性を向上させることができる。
【００８３】
《第２実施形態》
第１実施形態でＭＩＭＯ通信の伝送特性が、アンテナ配置方向に主として支配される場合、例えば図９のように８個のアンテナを配置しても、対でアンテナ選択する限り、採りうるアンテナ配置方向は４つであり、アンテナが多い割に配置方向のバリエーションが少ない。
本第２実施形態は、この不都合を解消可能な構造を提案するものである。具体的に、本実施形態では、アンテナの回動機構を設けることにより、選択可能な向きを多様にする。
【００８４】
図１５に、本実施形態に関わる無線通信装置１Ａのクレードル３Ａの分解図を示す。なお、携帯器機がカメラ装置２であるとすると、この分解図に表れていないカメラ装置２側の構成は、第１実施形態で用いた図５〜図８並びに図１３が、そのまま適用可能である。したがって、第１実施形態で行ったカメラ装置２の構造説明も、本実施形態で同様に適用される。
図１５に図解するクレードル３Ａは、上部プレート３５と、下部プレート３６とを有する。上部プレート３５と下部プレート３６は、十分な重なり面積を持つ円形の２枚の板部材であり、クレードル３Ａの２重底板やボディを構成するものであってもいいし、底板に装着される部品であってもよい。
【００８５】
上部プレート３５の上面（表）には、カメラ装置２のクレードル・コネクタ２３（図５参照）と結合するコネクタ３７が配置されている。なお、図１５は、上部プレート３５がクレードル３Ａの上部ボディを構成する場合の構成を示す。上部プレート３５がクレードル３Ａの底板や底面に固定される別部品である場合、コネクタ３７は、上部プレート３５にではなく、それより上方のクレードル・ソケット３３内部に設けられる。いずれにしても、コネクタ３７は、クレードル・コネクタ２３と直接、電気的および機械的に結合するか、または、不図示のフレキシブル基板等を介して電気的に結合する。図１５は、コネクタ３７の端子と、後述するレール（線路）との対応関係を見やすくするためにコネクタ３７を模式的に示したものである。
【００８６】
コネクタ３７は、番号が付された８つの端子“１”〜“８”を有している。そのうち端子“１”と“８”が本体（カメラ装置２）（充電）用電源端子、端子“２”と“７”がＧＮＤ端子、端子“３”と“６”がモーターユニット制御端子、そして、端子“４”と“５”がクレードルアンテナ端子である。
なお、クレードルアンテナ端子“４”と“５”は、第１実施形態におけるクレードル・コネクタ２３のＲＦ端子に電気的に接続される端子であるため、それぞれが５０Ω同軸コネクタとなっている。このようなコネクタとしては、例えば、Aliner社製ＳＭＣＸ小型コネクタ（商標名）などを利用できる。コネクタ３７のように単一のコネクタではなく、ＲＦ用コネクタと、それ以外の低周波またはＤＣ用コネクタとを分けてよい。
【００８７】
一方、下部プレート３６の上面（表）には、機械的磨耗に強い金属材料によってレール（線路）３８Ａ,３８Ｂ,３８Ｃが、３重の環状に配置されている。本例で、最も外側のレール３８Ａは電源供給用のレールであり、レール３８ＢはＧＮＤ電位供給用のレールであり、最も内側のレール３８Ｃはモーターユニット制御信号用のレールである。
レール３８Ｃのさらに内側の下部プレート３６の中央には、ボールベアリング等によりスムーズな回転が可能な軸受け３９が設けられている。
【００８８】
上部プレート３５の下面（裏）には、レール３８Ａ,３８Ｂ,３８Ｃに対応するピッチで、機械的磨耗に強い金属材料によって、レールの摺動接点部材４０Ａ(1),４０Ｂ(2),４０Ｃ(3),４０Ｃ(6),４０Ｂ(7),４０Ａ(8)が、上部プレート３５の直径方向に６個並んで設けられている。これらの摺動接点部材４０Ａ(1)〜４０Ａ(8)は、それぞれ、レール３８Ａ〜３８Ｃの上面および両側面に当接可能な凹部を備え、これにより対応するレールに対し電気的な摺動接点をとることが可能に形成されている。
摺動接点部材４０Ａ(1)が、下部プレート３６を厚さ方向に貫くスルーホール、また、必要ならフレキシブル基板等を介してコネクタ３７の端子“１”に電気的に接続されている。以下同様にして、摺動接点部材４０Ｂ(2)が端子“２”に電気的に接続され、摺動接点部材４０Ｃ(3)が端子“３”に電気的に接続され、摺動接点部材４０Ｃ(6)が端子“６”に電気的に接続され、摺動接点部材４０Ｂ(7)が端子“７”に電気的に接続され、摺動接点部材４０Ａ(8)が端子“８”に電気的に接続されている。
上部プレート３５の下面（裏）の中央に、軸受け３９内に回転可能に挿入される回転軸４１が設けられている。
【００８９】
下部プレート３６の下面（裏）にはモーターユニット４２が固定されている。モーターユニット４２のモータ軸４２Ａは、下部プレート３６に固定された軸受け３９を通して、上部プレート３５の裏面に固定された回転軸４１と結合可能になっている。
モーターユニット４２は、モータ電源線４２Ｂと、図には表れていない回転コントロールの信号線とを有する。この信号線（モータ制御線）は、モーターユニット４２の対向する２つの側面に設けられている耳部４２Ｃから、下部プレート３６に設けられているスルーホールを介してレール３８Ｃの裏面に電気的に接続する配線または導電部材である。
下部プレート３６の裏面からは、同じようにスルーホールを介してレール３８Ａの裏面と、レール３８Ｂの裏面に電気的に接続する本体（充電）用の電源供給線ペア４３が外部に伸びている。この本体（充電）用の電源供給線ペア４３は、例えば不図示のＡＣアダプタ端子に接続されるか、内蔵トランス等を介して商用電源のＡＣコードに接続される。
【００９０】
このような構成のクレードル３Ａを組み立てた状態では、モーターユニット４２によって、上部プレート３５に対し回転動力を付与する。
このときの回転速度や回転と停止のステップ角の制御は、端子“３”と“６”に印加される信号によって制御される。この信号は、摺動接点部材４０Ｃ(3)と４０Ｃ(6)から、これと摺動接続されるレール３８Ｃに伝わり、さらに耳部４２Ｃ内の配線を通ってモーターユニット４２に入力される。
また、本体（充電）用の電源供給線ペア４３のうち、ＧＮＤ線の電位（ＧＮＤ電位）が、レール３８Ｂから、これと摺動接続される摺動接点部材４０Ｂ(2)と４０Ｂ(7)に伝わり、さらに摺動接点部材４０Ｂ(2)から端子“２”に、摺動接点部材４０Ｂ(7)から端子“７”に、それぞれ入力される。同様に、充電用の電源電圧が、レール３８Ａから、これと摺動接続される摺動接点部材４０Ａ(1)と４０Ａ(8)に伝わり、さらに摺動接点部材４０Ａ(1)から端子“１”に、摺動接点部材４０Ａ(8)から端子“８”に、それぞれ入力される。
なお、モータの回転コントロールのための信号は、カメラ装置２内の制御部（例えば図７に示す制御部５で発生し、図５等のクレードル・コネクタ２３から、コネクタ３７の端子“３”と“６”に与えられる。端子“３”と“６”に与える信号を別々の信号とする場合、レール３８Ｃを電気的に分離された２重のレールとする。
【００９１】
上部プレート３５の上面（表）には、例えば、直径方向の両端にアンテナＴ１とＴ２が配置されている。アンテナＴ１は、ＲＦ信号がコネクタ３７の端子“４”に対し入出力可能に、マイクロストリップラインＭＳＬ１に接続されている。同様に、アンテナＴ２は、ＲＦ信号がコネクタ３７の端子“５”に対し入出力可能に、マイクロストリップラインＭＳＬ２に接続されている。
【００９２】
アンテナをスイッチにより切り替えるか、アンテナ自体を回転させるかの違いがあるが、第１実施形態のアンテナ選択方法の基本は、第２実施形態でもそのまま適用できる。
具体的に、第２実施形態のアンテナ選択方法は、
（０）ステップ０：最低で１本または２本のアンテナを、例えば図１５のように回動機構を有するクレードル３Ａに配置する、
（１）ステップ１：複数のアンテナから２以上のアンテナの向きを回転角の制御により任意に選択する、
（２）ステップ２：制御すべき回転角ごとにチャネル容量、伝送レートあるいはエラーレートを計算により求める、
（３）ステップ３：チャネル容量あるいは伝送レートが最大となる（あるいは必要な値以上となる）、または、エラーレートが最小となる（あるいは所定の値以下となる）アンテナの回転角を、前記求めたチャネル容量の値から決定する、
という４つのステップを少なくとも含む。
そして、決定したアンテナの回転角で、ＭＩＭＯ通信を行う。
【００９３】
また、図１４に示すフロー図も、その基本は、第２実施形態で適用可能なものである。
ただし図１４では、ステップＳＴ１１（方向(I)選択）、ステップＳＴ１２（方向方向(II)）、ステップＳＴ１３（方向(III)）、および、ステップＳＴ１４（方向(IV)）と、アンテナ配置に従ったアンテナ対の選択しかできない。この４ステップのアンテナ選択は、本実施形態では４５度ずつの回転ステップ制御に相当するが、本実施形態では、アンテナ配置に何ら制限を受けることなく、アンテナ対の向きを自由に変えられる。つまり、４５度ずつの回転ステップ制御に限らず、もっと細かく、例えば３０度、１０度、５度といった任意のステップでの制御が可能である。
そのようにアンテナ対の向きを変えるごとに、ステップＳＴ２１１等に示す「チャネル容量Ｃと変数ｘｉ（閾値）との比較」、ステップＳＴ２１２等に示す「チャネル容量Ｃの保存」の処理を実行する。
他のステップは、ステップＳＴ４を除くと、図１４と、その説明に用いたものと同じである。本実施形態では、ステップＳＴ４の「アンテナ切替」のステップが省略され、その代わりに、必要ならモーターユニット４２を制御して、ステップＳＴ３２で出力された方向（アンテナの向き）に対応する回転角を再現するステップが必要である。
【００９４】
また、第１実施形態と述べた「アンテナ選択手法１」と「アンテナ選択手法２」は、本実施形態でも適用可能である。よって、カメラ装置２側のアンテナ（例えばアンテナＴ０）をＭＩＭＯ通信用に用いることができる（アンテナ選択手法１参照）。その場合、クレードル３Ａに設けるべきアンテナは、最低１本であり（勿論、２本以上でも可）、その場合、例えばアンテナＴ１のみがクレードル３Ａに設けられるようにしてよい。
カメラ装置２側のアンテナをＭＩＭＯ通信用に用いない場合（アンテナ選択手法２参照）、クレードル３ＡはＭＩＭＯ通信用アンテナを最低でも２本備える必要がある。ただし、本実施形態では、アンテナ対の角度のバリエーションが、モーターユニット４２からの回転動力により３６０度自由に変えられる。よって、ＭＩＭＯ通信用アンテナが２本の２×２または２×３の通信の場合、アンテナ対の配置方向のバリエーションを豊富にする目的で、第１実施形態のようにアンテナを追加することは不要である。
【００９５】
当該クレードル３Ａは、さらに多くのアンテナ数を必要とするＭＩＭＯ通信にも使え、その場合、クレードル３Ａに設けるアンテナは１本や２本に限定されず、２本以上でよい。その場合、例えば、図１５に示すアンテナＴ１とＴ２の間に、アンテナ間隔がより小さいアンテナ対を設けるなどして、アンテナ距離のバリエーションを豊富にしてよい。また、クレードル３Ａ上でアンテナ間の相対的な位置関係は変えられないが、例えばカメラ装置２のアンテナＴ０を通信用アンテナの１つに用いる場合に、回転という手順を踏まないでも、アンテナＴ０（基準アンテナ）に対し向きや距離のバリエーションを豊富にすることができ、その意味では２本以上のアンテナ配置も効果がある。
【００９６】
いずれにしても、本実施形態によれば、クレードルのボディ構造は第１実施形態より複雑になるが、回転という要素が加わる分、アンテナ配置の自由度が高く、その分、アンテナの総数を削減できるメリットがある。高価なアンテナを多数配置するより、コストが安くできる場合があり、その点も利点となり得る。
また、何より、回転では角度の設定が任意に行えるため、最適なアンテナの向きを整えて、最大限にＭＩＭＯ通信による伝送能力の増大といる利点を享受できる。
【００９７】
《第３実施形態》
本実施形態は、一言でいうと、第１実施形態で示すアンテナ配置手法と、第２実施形態で示すアンテナの向きの回転制御とを重複適用する実施形態である。
第１実施形態の手法でアンテナの組み合わせを決定し、さらに、よりチャネル容量を最大とする（あるいはチャネル容量あるいは伝送レートが最大となる（あるいは必要な値以上となる）、または、エラーレートが最小となる（あるいは所定の値以下となる）ようにアンテナの回転角を調整する。
言い換えると、第１実施形態の手法によるアンテナ配置で大まかな最適ポイントに近いアンテナの組み合わせを決定し、その付近で、さらにアンテナの回転角度を細かく制御して最適ポイントを探すという、粗調整と微調整を組み合わせた方法である。
【００９８】
前述した第２実施形態でも、粗調整と微調整は可能である。つまり、アンテナの回転角度のステップを細かくすれば、それだけ最適ポイントが得られやすいが、計算負担が増え、そのことを回避したいなら、アンテナの回転角度を例えば４５度ステップで行い、次に、最適ポイントに近い２つの角度間を細かいステップで調査するという手法が採用できる。
しかし、この場合も、モータの回転制御を３６０度の範囲で行う必要があり、クレードルの摺動接点の範囲が全周にわたり構造が複雑化し、計算負担は少なくなるが回転制御を頻繁に行う必要があるという点では不利である。
【００９９】
そこで本実施形態では、例えば図９の構成で４５度の範囲といった限られた範囲で回転できる構造を付加する。その場合、クレードル基板３０は固定とし、アンテナＴ１〜Ｔ８が設けた枠体のみが、固定のクレードル基板３０に対し４５度の範囲で回転できるようにする。この構成では、第２実施形態のような摺動接点は不要であり、フレキシブルなＲＦケーブルが４５度の範囲の回転を許すような長さで設けられている。
他方、アンテナとともにクレードル基板３０も回転するようにしてもよい。しかし、回転範囲を最大４５度と限れば、クレードル基板３０の裏面から取り出す電源電圧やＧＮＤ電位のケーブルも、摺動接点を持たないケーブルで済ませられる。
このようにして、第１実施形態と第２実施形態を組み合わせれば、クレードルの構造自体を簡素化しつつ、第２実施形態と同様な効果が得られる。なお、クレードル基板３０を固定とするほうが、アンテナＴ０をＭＩＭＯ通信用に用いる場合に、固定のアンテナＴ０と、回転するアンテナとの角度や距離のバリエーションが豊富化する点で望ましい。
【０１００】
以上述べてきた第１〜第３実施形態では、上記説明で述べた以外でも、以下の種々の変形が可能である。
本発明は、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２.１１準拠、Ｗｉ−Ｆｉ準拠等）、ＩＥＥＥ８０２.１６で標準化が進められているＷｉＭＡＸ（World Interoperability for Microwave Access）、ＩＥＥＥ８０２.２０で標準化が進められているＭＢＷＡ（Mobile Broadband Wireless Access）、次世代ケータイシステム（いわゆる４Ｇシステム）、複数アンテナを使用したＵＷＢ（Ultra Wide Band）など、さまざまな無線通信システムに適用することができる。
【０１０１】
本発明は、複数の伝送ストリームを空間多重するＭＩＭＯ通信システムに対して好適に適用することができるが、その次数は２×２に限定されず、３×３や、ＩＥＥＥ８０２.１１ｎで最大数と見込まれる４×４、あるいはそれ以上の次数で構成される通信システムにも同様に適用することができる。
また、本発明の適用範囲は空間多重を行なう特定の無線通信システムに限定されるものではない。例えば、選択ダイバーシチや合成ダイバーシチ、ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding）といった複数のアンテナを用いた他の通信システムに対しても、同様に本発明を適用することができる。
無線通信装置に設けるアンテナとして、１／４波長モノポール、モノポールの変形であるヘリカル、ミアンダ、容量装荷、逆Ｆなど、また、マイクロストリップアンテナ、誘電体を用いた小型アンテナ等々、様々なアンテナが適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】２×２のＭＩＭＯ通信モデルやチャネル容量の式を示す図である。
【図２】伝送行例の分布図である。
【図３】本発明の実施形態でチャネル容量の実測に用いたセットアップを示す。
【図４】本実施形態でチャネル容量の角度依存性を示すレーダーチャートである。
【図５】第１〜第３実施形態に関わる無線通信装置の概略的なブロック図である。
【図６】第１〜第３実施形態に関わる無線通信装置の他の構成図である。
【図７】第１〜第３実施形態に関わるＲＦモジュールの概略的なブロック図である。
【図８】第１〜第３実施形態に関わるＢＢ・ＭＡＣ処理部内の概略的なブロック図である。
【図９】第１および第３実施形態に関わり、（Ａ）はアンテナ配置例１を示す内部の平面図、（Ｂ）はその斜視図である。
【図１０】第１および第３実施形態に関わり、（Ａ）はアンテナ配置例２を示す内部の平面図、（Ｂ）はその斜視図である。
【図１１】第１および第３実施形態に関わり、（Ａ）はアンテナ配置例３を示す内部の平面図、（Ｂ）はその斜視図である。
【図１２】第１および第３実施形態に関わり、（Ａ）はアンテナ配置例４を示す内部の平面図、（Ｂ）はその斜視図である。
【図１３】第１〜第３実施形態に関わるカメラ装置の他の構成を示す概略的なブロック図である。
【図１４】第１実施形態に関わり、第２および第３実施形態に適用可能なアンテナ選択方法の手順を示すフロー図である。
【図１５】第２実施形態に関わるクレードルの分解図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１,１Ａ…無線通信装置、２…カメラ装置、３,３Ａ…クレードル、４…ＲＦモジュール、５…制御部、２３…クレードル・コネクタ、２４…アンテナスイッチ、３０…クレードル基板、３１Ａ等…スイッチＩＣ、３３…クレードル・ソケット、３４…制御部、３５…上部プレート、３６…下部プレート、３７…コネクタ、３８Ａ等…レール、４０Ａ(1)等…摺動接点部材、４１＿１等…デュプレクサ、４２…モーターユニット、４２＿１等…ＲＦ受信処理部、４３＿１等…ＲＦ送信処理部、４４…ＢＢ・ＭＡＣ処理部、４４１…前処理部、４４２…ＦＦＴ部、４４３…マッピング処理部、４４４…後処理部、Ｔ０,Ｔ１〜Ｔ８…アンテナ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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