JP2008228013A - アンテナ制御装置、アンテナ装置および無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの指向性を制御する際の時間短縮を図る。
【解決手段】アレーアンテナを動作させるアンテナ回路部の動作を設定する制御部２１と、アレーアンテナのビームパターンごとにアンテナ回路部１２に設定される情報を格納するビームパターンテーブル２２とを備え、制御部２１は、特定の送信源方向を判定するためのビームパターンの組合せを格納するパターン組合せテーブルを有し、該ビームパターンの組合せでビームパターンを試行して該ビームパターンを評価する無線通信品質値を取得し、該取得された無線通信品質値に基づいて当該組合せの送信源方向を判定し、特定された送信源方向にビーム方向を有するビームパターンを作ることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ制御装置、アンテナ装置および無線装置に関する。

従来、アンテナの指向性を制御する技術として、例えば特許文献１，２に記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術は、複数のアンテナ素子および移相器を備え、動作させるアンテナ素子を徐々に増加させるとともに位相量を変化させる。これにより、アンテナから放射されるビームを最初の段階でビーム幅の広いビームを走査して電波の到来方向、放射方向にラフにビームを一致させ、その後、徐々にビーム幅の狭いビームにより電波の到来方向、放射方向に精度よくビームを一致させるようにしている。特許文献２記載の技術は、複数のアンテナ素子、増幅器および移相器を備え、複数のアンテナ素子に所定の励振ウェイト（振幅と位相）を与えることにより最大放射方向の異なる複数のビームを発生し、受信側装置で受信信号強度が最大となるビームの信号を選択して受信している。
特開平８−８４０１５号公報 特開平９−７４３７５号公報

しかし、上述した従来の技術では、アンテナの指向性を制御するのに時間がかかるという問題がある。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、アンテナの指向性を制御する際の時間短縮を図ることのできるアンテナ制御装置、アンテナ装置および無線装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係るアンテナ制御装置は、３個以上のアンテナ素子が多角形の頂点の位置にそれぞれ配置されたアレーアンテナの指向性を制御するアンテナ制御装置において、前記アレーアンテナを動作させるアンテナ回路の動作を設定する制御手段と、前記アレーアンテナのビームパターンごとに、前記アンテナ回路に設定される情報を格納するビームパターンテーブルと、を備え、前記制御手段は、特定の送信源方向を判定するための前記ビームパターンの組合せを格納するパターン組合せテーブルを有し、該ビームパターンの組合せでビームパターンを試行して該ビームパターンを評価する無線通信品質値を取得し、該取得された無線通信品質値に基づいて当該組合せの送信源方向を判定し、特定された送信源方向にビーム方向を有するビームパターンを作ることを特徴とする。

本発明に係るアンテナ制御装置は、３個以上のアンテナ素子が多角形の頂点の位置にそれぞれ配置されたアレーアンテナの指向性を制御するアンテナ制御装置において、前記アレーアンテナを動作させるアンテナ回路の動作を設定する制御手段と、前記アレーアンテナのビームパターンごとに、前記アンテナ回路に設定される情報を格納するビームパターンテーブルと、を備え、前記制御手段は、前記ビームパターンを試行して該ビームパターンを評価する無線通信品質値を取得し、最良の無線通信品質値が得られたビームパターンを作るものであって、無線通信品質値の閾値を設け、無線通信品質値が該閾値を越えたビームパターンのみをアンテナ指向性更新の際の試行対象とすることを特徴とする。

本発明に係るアンテナ制御装置は、複数の指向性アンテナによるアンテナ指向性を制御するアンテナ制御装置において、前記指向性アンテナを動作させるアンテナ回路の動作を設定する制御手段と、前記指向性アンテナのビームパターンごとに、前記アンテナ回路に設定される情報を格納するビームパターンテーブルと、を備え、前記制御手段は、特定の送信源方向を判定するための前記ビームパターンの組合せを格納するパターン組合せテーブルを有し、該ビームパターンの組合せでビームパターンを試行して該ビームパターンを評価する無線通信品質値を取得し、該取得された無線通信品質値に基づいて当該組合せの送信源方向を判定し、特定された送信源方向にビーム方向を有するビームパターンを作ることを特徴とする。

本発明に係るアンテナ制御装置は、複数の指向性アンテナによるアンテナ指向性を制御するアンテナ制御装置において、前記指向性アンテナを動作させるアンテナ回路の動作を設定する制御手段と、前記指向性アンテナのビームパターンごとに、前記アンテナ回路に設定される情報を格納するビームパターンテーブルと、を備え、前記制御手段は、前記ビームパターンを試行して該ビームパターンを評価する無線通信品質値を取得し、最良の無線通信品質値が得られたビームパターンを作るものであって、無線通信品質値の閾値を設け、無線通信品質値が該閾値を越えたビームパターンのみをアンテナ指向性更新の際の試行対象とすることを特徴とする。

本発明に係るアンテナ装置は、前述のアンテナ制御装置と、３個以上のアンテナ素子が多角形の頂点の位置にそれぞれ配置されたアレーアンテナと、前記アレーアンテナを動作させるアンテナ回路とを備えたことを特徴とする。

本発明に係るアンテナ装置は、前述のアンテナ制御装置と、複数の指向性アンテナと、前記指向性アンテナを動作させるアンテナ回路とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線装置は、前述のアンテナ装置と、前記アンテナ装置を介して無線信号を送信および受信する無線機と、前記アンテナ装置を介して受信された無線信号の無線通信品質値を測定する無線通信品質測定手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、アンテナ指向性の制御にかかる時間を短縮することができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図である。図１において、アンテナ装置１は無線機２に接続されている。アンテナ装置１は、複数のアンテナ素子（本実施形態では３個のアンテナ素子）１１と、アンテナ回路部１２と、制御部２１と、ビームパターンテーブル２２を備える。３個のアンテナ素子１１はアレーアンテナを構成する。アンテナ素子１１は、端子１０１を介してアンテナ回路部１２に接続される。無線機２は、端子１０２を介してアンテナ回路部１２に接続される。

アンテナ回路部１２は、制御部２１からの指示に従って、動作させるアンテナ素子１１を切り替える。また、アンテナ回路部１２は、制御部２１からの指示に従って、アンテナ素子１１に係る無線信号の位相量を変化させる。

図２は、図１に示すアンテナ回路部１２の構成を示すブロック図である。
図２において、スイッチＳＷ１−ａ，ｂの組は、アンテナ素子１１の各々に対応して設けられている。スイッチＳＷ１−ａ，ｂは、アンテナ素子１１の近くに設置される。アンテナ素子１１は、端子１０１を介してスイッチＳＷ１−ａに接続されている。

スイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃの組は、２組設けられている。スイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃは、アンテナ素子１１から離れた場所に設置される。スイッチＳＷ１−ａ，ｂとスイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃの間は通信ケーブルで接続される。

スイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃの一方の組は、スイッチＳＷ３−ａ，ｂの組に接続される。スイッチＳＷ３−ａ，ｂ間は、通過する無線信号の位相量を「０度」にする遅延線と「＋９０度」にする遅延線とを有する。スイッチＳＷ３−ａ，ｂ間の接続の仕方によって、スイッチＳＷ３−ａ，ｂ間を通る無線信号の位相量が「０度」又は「＋９０度」になる。

スイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃのもう一方の組は、スイッチＳＷ４−ａ，ｂの組に接続される。スイッチＳＷ４−ａ，ｂ間は、通過する無線信号の位相量を「−９０度」にする遅延線と「０度」にする遅延線とを有する。スイッチＳＷ４−ａ，ｂ間の接続の仕方によって、スイッチＳＷ４−ａ，ｂ間を通る無線信号の位相量が「−９０度」又は「０度」になる。

スイッチＳＷ３−ａ，ｂの組およびスイッチＳＷ４−ａ，ｂの組は、ともにハイブリッド回路１１０に接続される。また、ハイブリッド回路１１０は、端子１０２を介して無線機２に接続されている。ハイブリッド回路１１０は、無線機２から入力される無線信号をスイッチＳＷ３−ａ，ｂの組とスイッチＳＷ４−ａ，ｂの組の双方に出力する。また、ハイブリッド回路１１０は、スイッチＳＷ３−ａ，ｂの組およびスイッチＳＷ４−ａ，ｂの組から入力される無線信号を結合し無線機２に出力する。

アンテナ素子１１は、スイッチＳＷ１−ａ，ｂを介して、いずれかのスイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃの組に接続されるか、又は、いずれのスイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃの組にも接続されない。スイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃの組に接続されないアンテナ素子１１は、スイッチＳＷ１−ａにより接地される。

スイッチＳＷ３−ａ，ｂ側のスイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃの組は、いずれか一つのアンテナ素子１１をスイッチＳＷ３−ａ，ｂの組に接続するか、又は、いずれのアンテナ素子１１もスイッチＳＷ３−ａ，ｂの組に接続しない。いずれのアンテナ素子１１もスイッチＳＷ３−ａ，ｂの組に接続しないときは、スイッチＳＷ２−ａにより接地する。

スイッチＳＷ４−ａ，ｂ側のスイッチＳＷ２−ａ，ｂ，ｃの組は、いずれか一つのアンテナ素子１１をスイッチＳＷ４−ａ，ｂの組に接続するか、又は、いずれのアンテナ素子１１もスイッチＳＷ４−ａ，ｂの組に接続しない。いずれのアンテナ素子１１もスイッチＳＷ４−ａ，ｂの組に接続しないときは、スイッチＳＷ２−ａにより接地する。

上述の図２の構成により、アンテナ回路１２は、最大で２個のアンテナ素子１１を同時に動作させることができる。また、アンテナ回路１２は、動作させる２つのアンテナ素子１１間の位相量の差を「０度」、「９０度」、「１８０度」又は「２７０度」に変化させることができる。

制御部２１はアンテナ回路部１２を制御する。制御部２１は、ＣＰＵ（中央処理装置）およびメモリ等から構成される。ビームパターンテーブル２２は、アンテナビームのパターン（ビームパターン）ごとに、アンテナ回路部１２に設定される情報を格納する。そのビームパターンは、３個のアンテナ素子１１のうち、最大２個のアンテナ素子１１を動作させて作られるものである。ビームパターンテーブル２２は、メモリ等の記憶装置に記憶されている。

無線機２は、アンテナ装置１を介して無線信号の送信および受信を行う。無線機２は、無線信号の受信信号強度（Received Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）を測定し、その測定値（ＲＳＳＩ値）を制御部２１に通知する。

図３は、本実施形態に係るアレーアンテナの構成例を示す説明図である。本実施形態では、３個のアンテナ素子１１を正三角形の頂点の位置にそれぞれ配置する。アンテナ素子間の距離Ｄは、周波数ｆに応じて設定される。図３の例では、周波数ｆは２．３ギガヘルツ（ＧＨｚ）であり、アンテナ素子間の距離Ｄは０．０４メートル（ｍ）である。このアレーアンテナによって作られるビームパターンの例が図３に示されている。図３の例は、図３中のアンテナ素子Ａ，Ｂの２個を動作させ、アンテナ素子Ａ，Ｂ間の無線信号の位相差を９０度にした場合である。この例のビームパターンは、ビーム幅が１８０度、フロントバック比（Ｆ／Ｂ）が１５デシベル（ｄＢ）以上を実現する。

このように本実施形態では、アンテナ装置１に備えるアンテナ素子が３個という非常に限られたアンテナ素子数であって、しかもその３個を全て使うのではなく、２個のみを使うことにより、ビームパターンを作成する際の制御を簡単にしている。また、アンテナ素子数が少ないので装置構成も簡単になる。

図４は、本実施形態に係るビームパターンテーブル２２の構成例である。図４において、３個のアンテナ素子にそれぞれアンテナ番号１，２，３が付与されている。図４のビームパターンテーブル２２は、ビームパターンの番号（パターン番号）ごとに、アンテナ番号１，２，３に対応する振幅および位相の情報を格納している。振幅および位相の番号（振幅１，２，３、位相１，２，３）は、アンテナ番号１，２，３に対応する。

振幅情報（０）は当該アンテナ素子を動作させないことを示す。振幅情報（１）は当該アンテナ素子を動作させることを示す。位相情報（０）は当該アンテナ素子を位相差の基準にすることを示す。位相情報（９０）は当該アンテナ素子と基準のアンテナ素子間の位相差を９０度にすることを示す。位相情報（１８０）は当該アンテナ素子と基準のアンテナ素子間の位相差を１８０度にすることを示す。位相情報（２７０）は当該アンテナ素子と基準のアンテナ素子間の位相差を２７０度にすることを示す。

図５〜図８には、図４の例のパターン番号２〜１６の１５個のビームパターンが示されている。なお、パターン番号１は、３個のアンテナ素子を全て動作させない場合（つまりビームパターンなし）である。制御部２１は、ビームパターンテーブル２２の設定情報を用いてアンテナ回路部１２の設定を行うことにより、各ビームパターンを作成する。

次に、本実施形態に係る制御部２１の動作を説明する。

図９、図１０は、本実施形態に係るアンテナ指向性の制御フロー図である。なお、ここでの説明では、具体的なビームパターンとして図４の例（図５〜図８のビームパターン）を用いる。
図９において、まず、ステップＳ１では、制御部２１は、無指向性のビームパターン（パターン番号２、３又は８）を作成する。これにより、無線機２は、自局以外の他の無線局から送信された無線信号を全方位から受信する。無線機２は、そのＲＳＳＩ値を測定し、制御部２１に通知する。

ステップＳ２では、制御部２１は、制御部２１から通知されたＲＳＳＩ値が最小ＲＳＳＩ閾値（ＲＳＳＩｍｉｎ）を超えたか否かを判断する。最小ＲＳＳＩ閾値を超えた場合にはステップＳ３に進み、超えない場合には無指向性のビームパターンによる無線受信信号の監視を継続する。

ステップＳ３では、制御部２１は、更新周期タイマーを起動し、ステップＳ４でタイムアップ（タイマー値Ｔ＝Ｔ０）を判断する。タイムアップしたらステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、制御部２１は、強制更新法を適用するか否かをその設定値から判断する。強制更新法を適用する場合にはステップＳ６に進む。強制更新法を適用しない場合には、自動更新法を適用し、ステップＳ７で、無通信時間が所定値Ｔ１であるか否かを判断する。無通信時間は、例えば、制御部２１から通知されたＲＳＳＩ値が最小ＲＳＳＩ閾値以下の連続する期間として計測すればよい。無通信時間が所定値Ｔ１になったら、ステップＳ６に進む。なお、強制更新法は、通信トラヒックの有無に関わらず、ステップＳ６〜Ｓ１０を実行する手順である。一方、自動更新法は、通信トラヒックなしと判断できる場合に、ステップＳ６〜Ｓ１０を実行する手順である。本実施形態では無通信時間が所定値Ｔ１に達した場合を通信トラヒックなしの状態としている。

ステップＳ６では、制御部２１は、通常モードの動作を開始し、作成するビームパターンの番号Ｎを０に初期化する。ステップＳ８〜Ｓ１０では、制御部２１は、作成するビームパターンの番号Ｎを１ずつ増やしながら、パターン番号１から最大値（パターン番号１６）までの各ビームパターンを作成し、各ビームパターンにおける無線信号のＲＳＳＩ値の測定を行う。制御部２１は、ビームパターンごとのＲＳＳＩ値をそのパターン番号Ｎとともに記録する。このとき、ＲＳＳＩ値の大きい順にテーブル化しておく。これにより、ＲＳＳＩ値の大きい順に、パターン番号ＮおよびＲＳＳＩ値が記録されたＲＳＳＩテーブルが作成される。

制御部２１は、パターン番号の最大のビームパターン（パターン番号１６）までのＲＳＳＩ測定が終了したら、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、制御部２１は、ＲＳＳＩテーブルから最大のＲＳＳＩ値が得られたビームパターンを選択し、その選択したビームパターンを作成する。これにより、制御部２１は、通常モードの動作を終了し、ステップＳ１２で、更新周期タイマーをリセットし（タイマー値Ｔ＝０）、ステップＳ３に戻る。

図１０は、図９のステップＳ９におけるＲＳＳＩ測定処理のフロー図である。図１０において、ステップＳ２１では、制御部２１は、ＲＳＳＩ測定時間タイマー（タイマー値Ｔｍｅｄ）を起動する。ステップＳ２２では、制御部２１は、ＲＳＳＩ測定間隔タイマー（タイマー値Ｔｒｓｓｉ）を起動する。ステップＳ２３では、制御部２１は、ＲＳＳＩ測定間隔タイマーのタイムアップ（Ｔｒｓｓｉ＝Ｔ２）を判断する。タイムアップしたらステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、制御部２１は、ＲＳＳＩ測定処理およびその測定値の記録（テーブル化）を行う。ステップＳ２５では、制御部２１は、ＲＳＳＩ測定時間タイマーのタイムアップ（Ｔｍｅｄ＝Ｔ３）を判断する。ＲＳＳＩ測定時間タイマーがタイムアップしたら、ＲＳＳＩ測定処理を終了する。ＲＳＳＩ測定時間タイマーがタイムアップするまでは、ステップＳ２２〜Ｓ２５を繰り返す。

なお、ステップＳ２４において、ＲＳＳＩ測定処理では、無線機２からＲＳＳＩ値を取得するが、ＲＳＳＩ測定時間タイマーがタイムアップするまでの期間に制御部２１から通知されたＲＳＳＩ値の統計演算を行うようにしてもよい。例えば、平均値、最大値、中央値、最頻値など、ＲＳＳＩ値の統計値を算出する。この場合、その算出された統計値がテーブル化される。

上述の図９のアンテナ指向性制御フローでは、全てのビームパターン（パターン番号１〜１６）を試したが、アンテナ指向性の更新の度に、毎回、全てのビームパターンを試していては、アンテナ指向性を制御するのに時間がかかる。そこで、本実施形態では、上述の通常モードの他に、各種の動作モードを用意する。以下、通常モード以外の他の動作モードについて順次説明する。

［優先モード］
優先モードは、最初のアンテナ指向性制御が通常モードで行われた後のアンテナ指向性更新の際に適用されるものである。図１１は、本実施形態に係る優先モードを説明するための説明図である。図１１には、通常モードで作成されたＲＳＳＩテーブルが示されている。優先モードでは、ＲＳＳＩ値の閾値を設け、該閾値を越えたビームパターンのみをアンテナ指向性更新の際の試行対象とする。図１１の例では、ＲＳＳＩ値の閾値は−６０ｄＢｍに設定されている。従って、ＲＳＳＩ値が−６０ｄＢｍを超えているパターン番号３，５，６，２のビームパターンだけが試行対象として作成され、ＲＳＳＩ測定が行われる。これにより、パターン番号３，５，６，２のビームパターンのみの新たなＲＳＳＩ測定結果がＲＳＳＩテーブルに反映されてＲＳＳＩテーブルが更新される。制御部２１は、その更新後のＲＳＳＩテーブルから最大のＲＳＳＩ値が得られたビームパターンを選択し、その選択したビームパターンを作成する。
この優先モードによれば、ＲＳＳＩ値が閾値を超えたビームパターンのみを試行し、アンテナ指向性の更新を行うので、アンテナ指向性の制御にかかる時間を短縮することができる。なお、ＲＳＳＩ値が閾値を越えたビームパターンが存在しない場合には、通常モードによりアンテナ指向性の更新を行う。

［第１の高速モード］
第１の高速モードは、予め試行するビームパターンを限定しておくものである。図１２は、本実施形態に係る第１の高速モードを説明するための説明図である。図１２には、第１の高速モードのＲＳＳＩテーブルと、その比較のための通常モードで作成されたＲＳＳＩテーブルとが示されている。図１２の例では、パターン番号１，３，６，１６のビームパターンだけが試行対象に指定されている。従って、パターン番号１，３，６，１６のビームパターンだけが試行対象として作成され、ＲＳＳＩ測定が行われる。これにより、パターン番号１，３，６，１６のビームパターンのみのＲＳＳＩ測定結果からＲＳＳＩテーブルが作成される。制御部２１は、そのＲＳＳＩテーブルから最大のＲＳＳＩ値が得られたビームパターンを選択し、その選択したビームパターンを作成する。
この第１の高速モードによれば、アンテナ指向性を制御する際に試行するビームパターンが限定されるので、アンテナ指向性の制御にかかる時間を短縮することができる。

［第２の高速モード］
第２の高速モードは、第１の高速モードと同様に予め試行するビームパターンを限定し、さらに、ビーム方向を特定する処理を行うものである。図１３は、本実施形態に係る第２の高速モードの動作フロー図である。図１４は、第２の高速モードで試行するビームパターンの組合せの例である。図１４の例では、６個のビームパターンの組Ａ〜Ｆが予め指定される。図１５，図１６には、図１４の例のパターン番号１〜６の６個のビームパターンが示されている。また、図１４において、各組には、送信源があると特定する方向が規定される。同じ組の各ビームパターンのビーム方向の中間の方向が当該組の送信源方向として規定される。例えば、Ａ組（パターン番号１，２）は、送信源が４５度の方向にあると特定するためのビームパターンの組合せである。図１４に示されるパターン組合せテーブル３０は、特定の送信源方向を判定するためのビームパターンの組合せを格納している。
なお、図１４に示されるパターン組合せテーブル３０は予めアンテナ装置１の記憶装置に記憶される。制御部２１は、そのパターン組合せテーブル３０を用いて第２の高速モードの動作を行う。

図１３において、ステップＳ４１では、制御部２１は、試行するパターン番号Ｎを０に初期化する。ステップＳ４２〜Ｓ４５では、制御部２１は、試行するビームパターンの番号Ｎを１ずつ増やしながら、パターン番号Ｎのビームパターンを作成し、該ビームパターンにおける無線信号のＲＳＳＩ値の測定を行う。ＲＳＳＩ測定処理は、図９のステップＳ９と同じである。制御部２１は、同じ組の各ビームパターンのＲＳＳＩ値が、その差が所定値以内であり同等である組が発見されるまで、ステップＳ４２〜Ｓ４５を繰り返す。

つまり、同じ組の各ビームパターンのＲＳＳＩ値が同等であるときは、該各ビームパターンのビーム方向の中間の方向（当該組の送信源方向）に送信源があると推定できる。これにより、ビームパターンの試行を終了する。一方、同じ組の各ビームパターンのＲＳＳＩ値に差があるときは、当該組で規定される送信源方向とは異なる方向に送信源が存在すると判断し、次の組を試す。

制御部２１は、同じ組の各ビームパターンのＲＳＳＩ値が同等である場合に（ステップＳ４５、ＹＥＳ）、ビームパターンの試行を終了し、ステップＳ４６に進む。ステップＳ４６では、制御部２１は、同じ組の各ビームパターンのＲＳＳＩ値が同等である組において規定される送信源方向にビーム方向を有するビームパターンを作成する。

この第２の高速モードによれば、アンテナ指向性を制御する際に試行するビームパターンが限定されると共にビーム方向を特定する処理が行われるので、ビーム方向が特定され次第、ビームパターンの試行が終了する。これにより、アンテナ指向性の制御にかかる時間を短縮することができる。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、３個のアンテナ素子を正三角形の頂点の位置にそれぞれ配置したアレーアンテナを用いたが、３個以上のアンテナ素子を多角形の頂点の位置にそれぞれ配置したアレーアンテナを用いてもよい。なお、多角形の形状は、正多角形であってもよく、或いは、正多角形でなくてもよい。

また、アレーアンテナではなく、指向性を持ったアンテナを複数組み合わせてもよい。例えば、図１７に示されるように、無指向性アンテナ４１と、ビーム方向に指向性を有する複数の指向性アンテナ４２を組み合わせることにより、指向性のないビームパターンと、各ビーム方向に指向性を有するビームパターンとを作るようにしてもよい。また、図１８に示されるように、指向性アンテナ４２のみで構成し、指向性アンテナ４２を順番に１つずつ動作させることにより、指向性のないビームパターンを擬似するようにしてもよい。なお、図１７、図１８の例では、３個の指向性アンテナ４２をそれぞれビーム方向が１２０度ずつずれるように（例えば、０度、１２０度、２４０度）配置している。

また、他局から送信されるビーコンを判別し、ビーコンのみを対象としてアンテナ指向性を制御するようにしてもよい。例えば、ビーコンが一定周期（例えば１００ミリ秒ごと）で送信される場合に、該ビーコン送信周期に基づいてビーコンを判別すればよい。このようにビーコンを利用すれば、いつ送信されるのか分からないトラヒックチャネルとは異なり、ビーコンは定期的に送信されるので、アンテナ指向性の更新を定期的に行うことができ、アンテナ指向性の精度が向上する。

また、ビーコンの判別結果から各他局のＲＳＳＩ値を認識し、最大のＲＳＳＩ値が得られる第１の他局にビーム方向を向け、２番目に大きなＲＳＳＩ値が得られる第２の他局にはヌル方向を向けるように、ビームパターンを選択するようにしてもよい。なお、異なる他局からは、それぞれ異なるタイミングでビーコンが送信されるので、ビーコンを用いたアンテナ指向性制御を他局ごとに分離して行うようにする。
また、予め他局の組合せに適したビームパターンがデータベース化されている場合には、アンテナ指向性制御処理によって把握した各他局の方向に対応するビームパターンをデータベースから選択するようにしてもよい。例えば、最大のＲＳＳＩ値が得られる第１の他局が０度方向にあり、２番目に大きなＲＳＳＩ値が得られる第２の他局が１８０度方向にある場合は、図５のパターン番号５のビームパターンを採用する。他方、最大のＲＳＳＩ値が得られる第１の他局が０度方向にあり、２番目に大きなＲＳＳＩ値が得られる第２の他局が９０度方向にある場合は、図６のパターン番号６のビームパターンを採用する。

また、上述の実施形態では、ＲＳＳＩで無線通信品質を評価したが、他の無線通信品質値を用いてもよい。無線通信品質値としては、例えば、ＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise power Ratio：搬送波対干渉波及び雑音電力比）などが利用可能である。

本発明の一実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すアンテナ回路部１２の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るアレーアンテナの構成例を示す説明図である。 図１に示すビームパターンテーブル２２の構成例である。 図４に示すビームパターンテーブル２２に係るビームパターンを示す図である。 図４に示すビームパターンテーブル２２に係るビームパターンを示す図である。 図４に示すビームパターンテーブル２２に係るビームパターンを示す図である。 図４に示すビームパターンテーブル２２に係るビームパターンを示す図である。 本発明の一実施形態に係るアンテナ指向性の制御フロー図である。 本発明の一実施形態に係るアンテナ指向性の制御フロー図である。 本発明の一実施形態に係る優先モードを説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係る第１の高速モードを説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係る第２の高速モードの動作フロー図である。 同実施形態に係る第２の高速モードで試行するビームパターンの組合せを格納するパターン組合せテーブル３０の構成例である。 図１４に示す組合せに係るビームパターンを示す図である。 図１４に示す組合せに係るビームパターンを示す図である。 本発明に係るアンテナの他の実施例である。 本発明に係るアンテナの他の実施例である。

符号の説明

１…アンテナ装置、２…無線機、１１…アンテナ素子、１２…アンテナ回路部、２１…制御部、２２…ビームパターンテーブル、３０…パターン組合せテーブル、４１…無指向性アンテナ、４２…指向性アンテナ

Claims (7)

1. ３個以上のアンテナ素子が多角形の頂点の位置にそれぞれ配置されたアレーアンテナの指向性を制御するアンテナ制御装置において、
   前記アレーアンテナを動作させるアンテナ回路の動作を設定する制御手段と、
   前記アレーアンテナのビームパターンごとに、前記アンテナ回路に設定される情報を格納するビームパターンテーブルと、を備え、
   前記制御手段は、
   特定の送信源方向を判定するための前記ビームパターンの組合せを格納するパターン組合せテーブルを有し、
   該ビームパターンの組合せでビームパターンを試行して該ビームパターンを評価する無線通信品質値を取得し、該取得された無線通信品質値に基づいて当該組合せの送信源方向を判定し、特定された送信源方向にビーム方向を有するビームパターンを作る、
   ことを特徴とするアンテナ制御装置。
2. ３個以上のアンテナ素子が多角形の頂点の位置にそれぞれ配置されたアレーアンテナの指向性を制御するアンテナ制御装置において、
   前記アレーアンテナを動作させるアンテナ回路の動作を設定する制御手段と、
   前記アレーアンテナのビームパターンごとに、前記アンテナ回路に設定される情報を格納するビームパターンテーブルと、を備え、
   前記制御手段は、前記ビームパターンを試行して該ビームパターンを評価する無線通信品質値を取得し、最良の無線通信品質値が得られたビームパターンを作るものであって、無線通信品質値の閾値を設け、無線通信品質値が該閾値を越えたビームパターンのみをアンテナ指向性更新の際の試行対象とする、
   ことを特徴とするアンテナ制御装置。
3. 複数の指向性アンテナによるアンテナ指向性を制御するアンテナ制御装置において、
   前記指向性アンテナを動作させるアンテナ回路の動作を設定する制御手段と、
   前記指向性アンテナのビームパターンごとに、前記アンテナ回路に設定される情報を格納するビームパターンテーブルと、を備え、
   前記制御手段は、
   特定の送信源方向を判定するための前記ビームパターンの組合せを格納するパターン組合せテーブルを有し、
   該ビームパターンの組合せでビームパターンを試行して該ビームパターンを評価する無線通信品質値を取得し、該取得された無線通信品質値に基づいて当該組合せの送信源方向を判定し、特定された送信源方向にビーム方向を有するビームパターンを作る、
   ことを特徴とするアンテナ制御装置。
4. 複数の指向性アンテナによるアンテナ指向性を制御するアンテナ制御装置において、
   前記指向性アンテナを動作させるアンテナ回路の動作を設定する制御手段と、
   前記指向性アンテナのビームパターンごとに、前記アンテナ回路に設定される情報を格納するビームパターンテーブルと、を備え、
   前記制御手段は、前記ビームパターンを試行して該ビームパターンを評価する無線通信品質値を取得し、最良の無線通信品質値が得られたビームパターンを作るものであって、無線通信品質値の閾値を設け、無線通信品質値が該閾値を越えたビームパターンのみをアンテナ指向性更新の際の試行対象とする、
   ことを特徴とするアンテナ制御装置。
5. 請求項１又は請求項２に記載のアンテナ制御装置と、
   ３個以上のアンテナ素子が多角形の頂点の位置にそれぞれ配置されたアレーアンテナと、
   前記アレーアンテナを動作させるアンテナ回路と、
   を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
6. 請求項３又は請求項４に記載のアンテナ制御装置と、
   複数の指向性アンテナと、
   前記指向性アンテナを動作させるアンテナ回路と、
   を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
7. 請求項５又は請求項６に記載のアンテナ装置と、
   前記アンテナ装置を介して無線信号を送信および受信する無線機と、
   前記アンテナ装置を介して受信された無線信号の無線通信品質値を測定する無線通信品質測定手段と、
   を備えたことを特徴とする無線装置。

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