WO2009144930A1 - 無線通信装置 - Google Patents

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WO2009144930A1
WO2009144930A1 PCT/JP2009/002339 JP2009002339W WO2009144930A1 WO 2009144930 A1 WO2009144930 A1 WO 2009144930A1 JP 2009002339 W JP2009002339 W JP 2009002339W WO 2009144930 A1 WO2009144930 A1 WO 2009144930A1
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WO
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directivity
combined
directional
characteristic
parameter
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PCT/JP2009/002339
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English (en)
French (fr)
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汐月昭彦
新海宗太郎
名越方彦
万木弘之
野口渡
田中宏一郎
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318—Received signal strength

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication device, and more particularly to a wireless communication device that changes the directivity characteristics of a variable directivity antenna device in accordance with fluctuations in a radio wave propagation environment.
  • a network using wireless communication is superior in terms of portability of information terminals and freedom of arrangement compared to a network using wired communication.
  • the information terminal can be reduced in weight by omitting a wired cable for connection between the information terminals.
  • the wireless communication device is not only used for data transmission between conventional personal computers, but is also currently installed in many home appliances for transmitting video and audio data between the home appliances. Has come to be used.
  • the wireless communication device has the advantages as described above, but radiates electromagnetic waves in the space for communication, so when it is installed in a space where many reflectors are installed, it is reflected on the object. Due to the influence of fading caused by the arriving delay wave, the transmission characteristics are deteriorated, and data transmission cannot be normally performed. Conventionally, as countermeasures against fading, control methods such as directivity control of transmission / reception antennas and various diversity processes have been proposed. For example, Patent Documents 1 to 3 describe wireless communication apparatuses according to the related art that receive wireless signals in accordance with time changes in a radio wave propagation environment.
  • the receiving apparatus controls the propagation delay of the radio wave from the transmitting apparatus while controlling the combined directivity beam width of each antenna element of the variable directivity receiving antenna to be the widest.
  • a measurement signal for requesting time is wirelessly received.
  • the receiver separates the received measurement signal into a direct wave and a delayed wave, measures the delay time between the separated direct wave and each delayed wave component, and calculates the spread of the delayed time of each delayed wave component Then, based on the calculation result, the directivity pattern of the directivity variable reception antenna is controlled so that the reception sensitivity becomes dull with respect to the arrival direction of the delayed wave.
  • the antenna selection diversity device described in Patent Document 2 includes a plurality of antennas, and the antenna information storage unit stores priority order data for selecting the plurality of antennas.
  • the antenna selection unit controls the antenna selection switch so as to select a standby antenna different from the currently used antenna once every several frames in a steady state in which communication is performed using a specific antenna as the currently used antenna.
  • the selected standby antenna becomes the measurement antenna.
  • the standby antenna is sequentially selected as a measurement antenna according to the priority order data held in the antenna information storage unit.
  • the antenna selection unit selects the antenna so that the measurement antenna is selected as the new current antenna. Control the switch. Otherwise, the same processing is repeated using the standby antenna of the next priority as the measurement antenna.
  • the antenna selection diversity device described in Patent Document 3 is different from the antenna selection diversity device described in Patent Document 2, and each signal received by a plurality of diversity branches each having an antenna, a detector, and a correlation detector. Based on the above, the optimum antenna device is selected.
  • Each correlation detector stores a known pattern of the frame synchronization signal from the transmission device in advance.
  • Each correlation detector outputs a correlation coefficient between the signal received by each antenna and the known pattern of the frame synchronization signal to the signal processing device.
  • the signal processing apparatus selects the diversity branch having the maximum correlation coefficient. Accordingly, it is possible to overcome multipath fading by adding simple hardware to the conventional antenna selection diversity and prevent a decrease in throughput.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-134023 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-142866. JP-A-8-172423.
  • the transmission device in order to control the antenna directivity pattern so as to reduce the influence of delayed waves, the transmission device periodically transmits a measurement signal to the reception device. For this reason, in an environment where the time variation of the radio wave propagation environment is large, it is necessary to frequently transmit measurement signals in order to follow the variation, and the amount of control data other than the data to be transmitted / received increases, resulting in an increase in throughput. Led to a decline.
  • the measurement signal in Patent Document 1 is not transmitted, but even in a steady state where the currently used antenna is determined, communication is performed by periodically switching to another standby antenna, Since it is necessary to obtain the reception level, unnecessary antenna control occurs and throughput may be reduced.
  • An object of the present invention is to solve the above problems and provide a wireless communication device capable of transmitting and receiving a data signal at higher speed and more stably than in the prior art even when the radio wave propagation environment fluctuates.
  • a wireless communication apparatus includes at least one variable directivity antenna element, and has a plurality of combined directivity characteristics obtained by superimposing the directivity characteristics of the at least one variable directivity antenna element; , Pre-stored combined directional characteristic classification information in which each of the combined directional characteristics is classified into a plurality of combined directional characteristic groups set using a first parameter indicating a quality level of a radio signal received by the variable directional antenna device.
  • Storage means for Based on the first parameter and the second parameter indicating the quality level of the radio signal and different from the first parameter, one combined directional characteristic is selected from the plurality of combined directional characteristics, And control means for controlling the combined directivity of the variable directivity antenna device so as to have the selected combined directivity.
  • the control means includes (A) When the variable directional antenna device is controlled to have a predetermined one of the plurality of combined directivity characteristics, the first parameter is measured, and the measured first Based on the parameters of the above, with reference to the composite directional pattern classification information, one composite directional pattern group is selected from the plurality of composite directional pattern groups, (B) When the variable directivity antenna device is controlled to have each combined directivity included in the selected combined directivity group, the second parameter relating to each combined directivity is measured, Based on each of the measured second parameters, one combined directional pattern is selected from the combined directional patterns included in the selected combined directional pattern group, (C) The variable directivity antenna device is controlled to have the selected combined directivity characteristic.
  • the control means measures a third parameter indicating the quality level of the wireless signal when the variable directional antenna apparatus is controlled to have the selected combined directivity characteristic. And determining whether or not the measured third parameter is less than or equal to a predetermined first threshold, and detecting that the measured third parameter is less than or equal to the first threshold. In some cases, the variable directivity antenna device is controlled to have a combined directivity characteristic different from the selected composite directivity characteristic.
  • variable directivity antenna apparatus is controlled to have a combined directional characteristic different from the selected combined directional characteristic.
  • the control means when the control means controls the variable directivity antenna device so as to have the selected combined directivity characteristic, the control means measures the first parameter and starts the control.
  • a reference first parameter is calculated based on the first parameter measured immediately thereafter, a latest first parameter is calculated based on the first parameter measured immediately before the detection, and the calculated first parameter is calculated.
  • the other one of the plurality of combined directivity characteristics is When the composite directivity is selected and the magnitude of the difference between the calculated first parameter of the reference and the latest first parameter is less than a predetermined second threshold, the selected Composite directivity group Included in the flop and characterized by selecting said another synthetic directional characteristic from the combined directivity characteristics other than synthetic directional characteristic is the selected.
  • the third parameter is the same as the second parameter.
  • the predetermined one combined directional characteristic is substantially non-directional.
  • the first parameter indicates a received signal level of the wireless signal.
  • the combined directional characteristic classification information includes, for each combined directional characteristic, the directional characteristic data of the variable directional antenna elements and the combined directional characteristic among the plurality of combined directional characteristic groups. Including data of a composite directional characteristic group including
  • each combined directional characteristic is classified into a plurality of combined directional characteristic groups set using the first parameter indicating the quality level of the radio signal received by the variable directional antenna apparatus.
  • Storage means for storing the combined directional characteristic classification information in advance, a first parameter, and a second parameter that indicates the quality level of the radio signal and is different from the first parameter.
  • a control means for controlling the combined directivity of the variable directivity antenna apparatus so as to have the selected combined directivity. Therefore, even when the radio wave propagation environment fluctuates, the data signal can be transmitted and received stably at a higher speed than in the prior art.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of composite directivity characteristics Pa to Pf in the composite directivity characteristic table of FIG. 2;
  • 2 is a flowchart showing directivity control processing executed by a controller 2 in FIG. 1. It is a flowchart which shows the synthetic
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the combined directivity table memory 2m stores the combined directivity classification information of the variable directivity antenna device 10 in a table format including the combined directivity classification information.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a combined directional characteristic table stored in the combined directional characteristic table memory 2m of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the combined directivity characteristics Pa to Pf in the composite directivity characteristic table of FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing directivity control processing executed by the controller 2 of FIG. 1.
  • FIGS. 5 to 7 respectively show the composite directivity group selection processing S2 and the composite directivity selection processing S4 of FIG. And a reference RSSI (RSSIr) calculation process S7.
  • the configuration of the wireless communication device 1 in FIG. 1 is applied to the following embodiments and modifications.
  • the wireless communication device 1 includes a plurality of N variable directional antenna elements 4-1 to 4-N, and each directional characteristic of the variable directional antenna elements 4-1 to 4-N. And a received signal strength display (Received Signal) which is a first parameter indicating a received signal level of a radio signal received by the variable directional antenna device 10. Strength Indicator; hereinafter referred to as RSSI) and a packet error rate (Packet Error Rate; hereinafter referred to as PER) that is a second parameter indicating the quality level of the radio signal.
  • the controller 2 for controlling the combined directional characteristics of the directional characteristics of the variable directional antenna elements 4-1 to 4-N for each of the combined directional characteristics.
  • synthetic directional characteristic classification information which is data of a synthetic directional characteristic group including the synthetic directional characteristic among a plurality of synthetic directional characteristic groups (strong electric field group and weak electric field group) set using RSSI.
  • a composite directivity table memory 2m for storing a composite directivity table in advance.
  • the controller 2 measures the RSSI by controlling the variable directional antenna device 10 so as to have the combined directional characteristic Pa among the plurality of combined directional characteristics (step S21 in FIG. 5), and measures the measured RSSI.
  • one composite directivity group is selected from the plurality of composite directivity groups (composite directivity group selection processing in FIG. 5), and the selected combination is selected.
  • variable directional antenna device 10 When the variable directional antenna device 10 is controlled so as to have each combined directivity characteristic included in the directivity group, the PER related to each combined directivity characteristic is measured, and the selection is performed based on each measured PER.
  • One synthetic directional characteristic is selected from the synthetic directional characteristics included in the synthesized synthetic directional characteristic group (the synthetic directional characteristic selection process in FIG. 6). ), It is characterized in controlling a variable directional antenna device 10 to have the selected synthetic directional characteristic (step S6 in FIG. 4).
  • the controller 2 measures PER when controlling the variable directivity antenna device 10 so as to have the selected combined directivity characteristic, and whether or not the measured PER is less than a predetermined threshold PER2. (Step S12 in FIG. 4), and when it is detected that the measured PER is equal to or greater than a predetermined threshold PER2, the composite directivity characteristic different from the selected composite directivity characteristic is selected.
  • the variable directional antenna device 10 is controlled.
  • variable directional antenna device 10 is controlled so as to have a combined directional characteristic different from the selected combined directional characteristic.
  • the controller 2 measures the RSSI when controlling the variable directional antenna device 10 to have the selected combined directional characteristics, and based on the RSSI measured immediately after the start of the control, the reference RSSI (RSSIr) is calculated (reference RSSI (RSSIr) calculation processing in FIG. 7), the average RSSIb of the latest RSSI is calculated based on the RSSI measured immediately before the detection, and the reference RSSI (RSSIr) and RSSIb are calculated. Is equal to or greater than a predetermined threshold value ⁇ Rc (YES in step S16 in FIG. 4), the other combined directional characteristic is selected from all the combined directional characteristics, and the reference RSSI is selected.
  • a predetermined threshold value ⁇ Rc YES in step S16 in FIG. 4
  • a MIMO communication system wireless communication device 1 wirelessly receives a data signal such as video / audio data packet-transmitted from another wireless communication device via a variable directional antenna device 10.
  • the wireless communication device 1 includes a variable directional antenna device 10, a plurality of N high frequency processing circuits 5-1, 5-2,..., 5-N, a baseband processing circuit 6, and a MAC (Media Access). Control) processing circuit 7, controller 2 for controlling the operation of these devices and circuits 5-1, 5-2,..., 5-N, 6, 7 and 10, and a plurality of combinations of variable directivity antenna devices 10.
  • a combined directivity characteristic table memory 2m for storing the directivity characteristics Pa to Pf in advance.
  • a variable directional antenna device 10 includes a plurality of N variable directional antenna elements 4-1, 4-2,..., 4-N and variable directional antenna elements 4-1, 4-2. .., 4-N, and a plurality of N directional controllers 3-1, 3-2,.
  • the directivity controllers 3-1 to 3-N include reactance elements connected to the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N, respectively, and the reactance values of the reactance elements are calculated based on the control signal from the controller 2. By changing the electric length of each of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N, the directivity characteristics of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N are controlled.
  • Each of the radio signals received by the variable directional antenna elements 4-1, 4-2,..., 4-N is input to the high frequency processing circuits 5-1, 5-2,.
  • the directivity obtained by superimposing the directivity of the variable directivity antenna elements 4-1, 4-2,..., 4-N is referred to as the combined directivity of the variable directivity antenna device 10.
  • high-frequency processing circuits 5-1, 5-2,..., 5-N respectively include a high-frequency bandpass filter that performs a predetermined bandpass process on the input radio signal, and a post-bandpass process.
  • a low noise amplifier that amplifies the radio signal
  • a direct conversion demodulator that directly demodulates the amplified radio signal into a baseband signal
  • a baseband filter that performs predetermined bandpass processing on the baseband signal
  • the high frequency processing circuits 5-1, 5-2,..., 5-N output the baseband signals after the band pass processing to the controller 2 and the baseband processing circuit 6, respectively.
  • the baseband processing circuit 6 is controlled so that the signal level of each baseband signal input from the high frequency processing circuits 5-1, 5-2,.
  • the baseband processing circuit 6 calculates an RSSI associated with each baseband signal based on each AGC voltage that is a control voltage output from each AGC circuit when a data packet is received, and an average value of each RSSI Is calculated and output to the controller 2.
  • the baseband processing circuit 6 calculates a total transmission signal power-to-noise ratio (hereinafter referred to as Signal Noise Ratio; hereinafter referred to as SNR) related to each baseband signal at the time of receiving a data packet, and averages each SNR. The value is calculated and output to the controller 2.
  • the MAC processing circuit 7 determines whether or not the data packet is addressed to the wireless communication device 1 based on the data packet included in the decoded signal. A predetermined MAC process is performed on the decoded signal from the wireless communication apparatus 1 and then output as an output signal from the wireless communication apparatus 1. Further, when receiving the first data packet, the MAC processing circuit 7 outputs a packet communication start notification signal for notifying the start of packet reception to the controller 2, while when receiving the last data packet, the packet reception is completed. Is output to the controller 2.
  • SNR Signal Noise Ratio
  • the controller 2 calculates PER based on the SNR from the baseband processing circuit 6 using a predetermined conversion formula between the SNR and PER. Further, the controller 2 selects one combined directional characteristic from among the combined directional characteristics Pa to Pf by executing a directional characteristic control process described later in detail with reference to FIGS. 4 to 7. Further, the controller 2 uses the directivity controllers 3-1 to 3 -N to change the variable directivity antenna elements 4-1 to 4 -N so that the variable directivity antenna device 10 has the selected combined directivity characteristic. Control each directional characteristic.
  • the combined directivity table memory 2m includes the combined directivity characteristics Pa to Pf of the variable directivity antenna device 10 and two composite directivity groups (strong electric field group and weak electric field group) classified according to RSSI. A composite directivity characteristic table showing the relationship between them is stored.
  • the combined directivity characteristics Pa to Pf include the directivity characteristics of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3, respectively.
  • the combined directivity table memory 2m stores data related to control signals output from the controller 2 to the directivity controllers 3-1 to 3-3 for each directivity of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3.
  • the composite directivity characteristic Pa is an initial composite directivity characteristic described later in detail, and is included in the weak electric field group.
  • the variable directional antenna elements 4-1 to 4-3 have directional characteristics Pa1 to Pa3, respectively.
  • the combined directivity characteristic Pb is included in the strong electric field group and the weak electric field group, and the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3 have directivity characteristics Pb1 to Pb3, respectively.
  • the combined directivity characteristic Pc is included in the strong electric field group and the weak electric field group, and the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3 have directivity characteristics Pc1 to Pc3, respectively.
  • the combined directivity characteristic Pd is included in the strong electric field group, and the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3 have directivity characteristics Pd1 to Pd3, respectively.
  • the combined directional characteristic Pe is included in the strong electric field group, and the variable directional antenna elements 4-1 to 4-3 have directional characteristics Pe1 to Pe3, respectively.
  • the combined directivity characteristic Pf is included in the strong electric field group, and the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3 have directivity characteristics Pf1 to Pf3, respectively.
  • each of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3 has substantially non-directional directivity characteristics Pa1 to Pa3.
  • the variable directional antenna element 4-1 has a directional characteristic Pb1 having a beam width of about 90 degrees and a beam azimuth angle of about 220 degrees, and the variable directional antenna element 4-2 is about 90 degrees.
  • a directional characteristic Pb2 having a beam azimuth angle of about 100 degrees
  • the variable directional antenna element 4-3 has a directional characteristic Pb3 having a beam width of about 90 degrees and a beam azimuth angle of about 340 degrees.
  • variable directional antenna element 4-1 has a directional characteristic Pc1 having a beam width of about 90 degrees and a beam azimuth of about 230 degrees, and the variable directional antenna element 4-2 is about
  • the directional characteristic Pc2 has a beam width of 90 degrees and a beam azimuth angle of about 130 degrees
  • variable directional antenna element 4-3 has a directional characteristic Pb3 having a beam width of about 120 degrees and a beam azimuth angle of about 0 degrees.
  • variable directional antenna element 4-1 has a directional characteristic Pd1 having a beam width of about 70 degrees and a beam azimuth angle of about 225 degrees, and the variable directional antenna element 4-2 is about Approx.
  • the directional characteristic Pd2 has a beam width of 70 degrees and a beam azimuth angle of about 135 degrees, and the variable directional antenna element 4-3 has a directional characteristic Pd3 having a beam width of about 70 degrees and a beam azimuth angle of about 0 degrees.
  • variable directional antenna element 4-1 has a directional characteristic Pe1 having a beam width of about 70 degrees and a beam azimuth angle of about 215 degrees
  • variable directional antenna element 4-2 is The directional characteristic Pe2 has a beam width of about 70 degrees and a beam azimuth of about 115 degrees
  • variable directional antenna element 4-3 has a beam width of about 70 degrees and a beam azimuth of about 340 degrees. Pe3.
  • variable directional antenna element 4-1 has a directional characteristic Pf1 having a beam width of about 70 degrees and a beam azimuth angle of about 250 degrees
  • variable directional antenna element 4-2 is about
  • the directional characteristic Pf2 has a beam width of 70 degrees and a beam azimuth angle of about 140 degrees
  • the variable directional antenna element 4-3 has a directional characteristic Pf3 having a beam width of about 70 degrees and a beam azimuth angle of about 20 degrees.
  • the composite directivity characteristic Pa is substantially non-directional.
  • the beam widths of the directivity characteristics Pb1 to Pb3 and Pc1 to Pc3 of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3 are substantially the same.
  • the beam widths of the directivity characteristics Pd1 to Pd3, Pe1 to Pe3, and Pf1 to Pf3 of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3 are substantially the same.
  • the beam widths of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-3 in the combined directivity characteristics Pb and Pc are narrower than the beam widths of the directivity characteristics Pb1 to Pb3 and Pc1 to Pc3. That is, the combined directivity characteristics Pd to Pf are higher in directivity than the combined directivity characteristics Pb and Pc.
  • the controller 2 sets each of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N so that the variable directivity antenna apparatus 10 has the initial combined directivity characteristic Pa in a reception standby state in which no data packet is received. Control directivity.
  • step S1 of the directivity control process in FIG. 4 it is determined whether or not a packet communication start notification signal has been received from the MAC processing circuit 7. If YES, the process proceeds to the combined directivity group selection process in step S2. On the other hand, if NO, the process returns to step S1.
  • step S21 of the combined directional pattern group selection process in FIG. 5 the variable directional antenna apparatus 10 has an initial combined directional pattern Pa that is closest to the omnidirectional among the combined directional patterns Pa to Pf. Each directional characteristic of the elements 4-1 to 4-N is controlled.
  • step S22 zero is substituted for the packet number P
  • a data packet is received in step S23, and 1 is added to the packet number P in step S24.
  • step S25 after the RSSI input from the baseband processing circuit 6 is stored, the process proceeds to step S26.
  • step S26 it is determined whether or not the number of packets P is equal to or greater than a predetermined number of packets P1.
  • step S27 the average value RSSIa of the P1 RSSIs stored is calculated, and in step S28, it is determined whether or not the calculated average value RSSIa is smaller than a predetermined threshold value Rp. If YES in step S28, the process proceeds to step S29 to select a weak electric field group in the combined directivity table memory 2m and return to the directivity control process in FIG. On the other hand, if NO in step S28, the process proceeds to step S30, where a strong electric field group in the combined directivity table memory 2m is selected, and the process returns to the directivity control process of FIG.
  • step S3 In the first candidate setting process of step S3, referring to the combined directional pattern table, all combined directional patterns included in the combined directional pattern group selected by the combined directional pattern group selecting process are set as combined directional pattern candidates. Then, the process proceeds to the composite directivity characteristic selection process in step S4.
  • step S32 the first candidate is selected from the combined directivity characteristic candidates.
  • step S33 the variable directivity antenna element 4- is selected so that the variable directivity antenna apparatus 10 has the selected combined directivity characteristic candidate.
  • the directivity characteristics 1 to 4-N are controlled, and the process proceeds to step S34.
  • step S34 the data packet is received, and in step S35, PER is calculated based on the SNR input from the baseband processing circuit 6, and stored. Further, in step S36, it is determined whether or not the currently selected composite directivity characteristic is the last composite directivity characteristic candidate. If NO, the process proceeds to step S37 to select the next composite directivity characteristic candidate. Return to S33.
  • step S36 1 is added to the packet number P in step S38, and it is determined in step S39 whether the packet number P is equal to or greater than the predetermined packet number P2. If NO in step S39, the process returns to step S32. If YES, the process proceeds to step S40.
  • step S41 the calculated average value of PER is the largest.
  • the composite directivity characteristic is deleted from the composite directivity characteristic candidates, and the process proceeds to step S42.
  • step S42 it is determined whether or not the number of the remaining combined directivity characteristic candidates is one. If YES, the process proceeds to step S43. If NO, the process proceeds to step S45.
  • step S43 the last remaining combined directional characteristic candidate is selected.
  • step S44 1 is substituted into a flag IF indicating whether or not the combined directional characteristic has been selected, and the process returns to the directional characteristic control process of FIG. .
  • step S45 the combined directional characteristic candidates whose calculated PER average value is equal to or greater than the predetermined threshold PER1 are deleted from the candidates.
  • step S46 the number of the remaining combined directional characteristic candidates is one. It is determined whether or not. If YES in step S46, the process proceeds to step S43. If NO, the process proceeds to step S47. Further, in step S47, it is determined whether or not the number of currently remaining composite directivity characteristic candidates is zero. If NO, the process returns to step S31, whereas if YES, the process proceeds to step S48. In step S48, 0 is substituted for the flag IF, and the process returns to the directivity control process of FIG.
  • step S5 determines whether or not the flag IF is 1 (that is, whether or not the composite directivity has been selected). If NO, the composite directivity of step S2 is determined. While returning to the characteristic group selection process, the process proceeds to step S6 if YES.
  • the processing in steps S6 to S14 is steady when packet communication is performed when the variable directivity antenna apparatus 10 is controlled to have the combined directivity selected by the combined directivity selection process. It is a reception process in a state.
  • step S6 of FIG. 4 the directivity characteristics of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N are controlled so that the variable directivity antenna apparatus 10 has the selected combined directivity characteristics, and the reference RSSI in step S7 is performed.
  • the process proceeds to (RSSIr) calculation processing.
  • step S51 of the reference RSSI (RSSIr) calculation process of FIG. 7 zero is substituted for the packet number P, and after receiving the data packet in step S52, 1 is added to the packet number P in step S53.
  • step S54 the RSSI input from the baseband processing circuit 6 is stored, and then the process proceeds to step S55.
  • step S55 it is determined whether or not the number of packets P is equal to or greater than the predetermined number of packets P3. If NO, the process returns to step S52. If YES, the process proceeds to step S56.
  • step S56 the average value of the stored P3 RSSIs is calculated as the reference RSSI (RSSIr), and the process returns to the directivity control process of FIG.
  • step S10 the RSSI input from the baseband processing circuit 6 is stored, and the PER is calculated and stored based on the SNR input from the baseband processing circuit 6, and the process proceeds to step S11.
  • step S11 it is determined whether or not a packet communication end notification signal has been received from the MAC processing circuit 7. If YES, the process returns to step S1, while if NO, the process proceeds to step S12.
  • step S12 it is determined whether or not the latest PER is smaller than a predetermined threshold value PER2.
  • step S13 1 is added to the number of packets Pe, and the process proceeds to step S14.
  • step S14 it is determined whether or not the number of packets Pe is equal to or greater than a predetermined threshold value Pec. If NO, the process returns to step S9. If YES, the process proceeds to step S15. That is, when the signal quality level of the radio signal is lowered due to a change in the radio wave propagation environment and the PER is continuously lower than the predetermined threshold PER2 by the predetermined number of packets Pec, the reception process in the steady state is performed. End and proceed to step S15.
  • step S16 it is determined whether the magnitude of the difference between the RSSI average value RSSIb and the reference RSSIr in the steady state is equal to or greater than a predetermined threshold value ⁇ Rc. If YES, the process returns to step S2. If NO, the process proceeds to step S17. In the second candidate setting process of step S17, with reference to the combined directional characteristic table, a combined directional characteristic other than the selected combined directional characteristic included in the currently selected combined directional characteristic group is selected as a combined directional characteristic candidate. And return to step S4.
  • the controller 2 first selects a strong electric field group or a weak electric field group based on RSSI indicating the signal level of the radio signal by the combined directivity group selection process (step S2).
  • one combined directional characteristic is selected from the combined directional characteristics in the selected combined directional characteristic group based on the PER indicating the signal quality level of the radio signal by the combined directional characteristic selection process (step S4),
  • the process proceeds to the reception process (steps S4 to S14) in the state.
  • the reference RSSI The reference RSSI (RSSIr) in the steady state is calculated by (RSSIr) calculation processing (step S7). Then, based on the time change of the PER, the signal quality level of the radio signal has decreased to a predetermined level due to a change in the radio wave propagation environment, etc., compared to when the reception process in the steady state is started (step S6). If detected (step S14), the reception process in the steady state is terminated.
  • the controller 2 determines whether or not the difference between the reference RSSI (RSSIr) in the steady state and the average RSSIr of the latest RSSI is equal to or greater than a predetermined threshold value ⁇ Rc (step S16).
  • a momentary and minute change in the radio wave propagation environment occurs, such as a change in the radio wave propagation environment when a person crosses the radio wave propagation path
  • the latest RSSI average value RSSIb and the reference RSSI (RSSIr) ) Is less than a predetermined threshold value ⁇ Rc
  • the controller 2 is included in the currently selected combined directional pattern group and is selected from the combined directional patterns other than the selected combined directional pattern.
  • Another composite directivity characteristic is selected by the composite directivity characteristic selection process (steps S17, S4, S5).
  • the magnitude of the difference between the latest RSSI average value RSSIb and the reference RSSI (RSSIr) is equal to or greater than a predetermined threshold value ⁇ Rc.
  • Another composite directivity characteristic is selected from all the composite directivity characteristics Pa to Pf in the directivity characteristic table memory 2m (steps S2 to S5).
  • step S6 in FIG. 4 switches the combined directivity characteristics of the variable directivity antenna apparatus 10 in packet communication. It is performed at a timing at which a necessary time period can be secured. For example, in the time period until the wireless communication device 1 transmits a packet including an acknowledgment signal for the received data packet to the wireless communication device on the transmission side and receives the next data packet, the variable directional antenna device It is only necessary to switch 10 synthetic directivity characteristics.
  • step S3 first candidate setting process
  • step S3 first candidate setting process
  • step S3 second candidate setting process
  • the combined directional characteristics Pa to Pc included in the weak electric field group are set as combined directional characteristic candidates.
  • the combined directional characteristic selection process of FIG. 6 while changing the combined directional characteristic among the combined directional characteristics Pa, Pb, and Pc for each packet, for each combined directional characteristic, only a predetermined number of packets P2 is used. Store the PER.
  • an average value of the stored P2 PERs is calculated for each of the combined directivity characteristics Pa, Pb, and Pc.
  • the average value of PER related to the combined directional characteristic Pc is the largest, the combined directional characteristic Pc is deleted from the combined directional characteristic candidates.
  • the average value of PERs related to the remaining combined directivity characteristic Pa and Pb is less than the predetermined threshold PER1, while changing the composite directivity characteristic between the composite directivity characteristics Pa and Pb for each packet.
  • PER is stored for a predetermined number of packets P2.
  • an average value of the stored P2 PERs is calculated for each of the combined directivity characteristics Pa and Pb.
  • the average value of the PER related to the combined directional characteristic Pa is larger than the average value of the PER related to the combined directional characteristic Pb, the combined directional characteristic Pb is selected, and the combined directional characteristic selection process is terminated.
  • each directional characteristic of the variable directional antenna elements 4-1 to 4-N is controlled so that the variable directional antenna apparatus 10 has the combined directional characteristic Pb.
  • the reference RSSI (RSSIr) is calculated.
  • the reception process in the steady state is performed. finish.
  • the magnitude of the difference between the reference RSSI (RSSIr) and the RSSI average value RSSIb in the latest Pec data packets is less than the predetermined threshold ⁇ Rc, it is included in the weak electric field group and is currently selected.
  • the combined directional characteristics Pa and Pc other than the combined directional pattern Pb are set as combined directional characteristics candidates. Further, the composite directivity characteristic is selected again from the composite directivity characteristic candidates Pa and Pc by the composite directivity characteristic selection process.
  • the wireless communication device 1 in a reception process in a steady state in which the variable directivity antenna device 10 is controlled to have the combined directivity selected in the combined directivity selection process, a data packet is received. Based on PER, which is the signal quality level of the radio reception signal, it is determined whether or not the quality level of the radio reception signal has decreased to a predetermined level or less. Therefore, unlike the antenna directivity control system described in Patent Document 1, it is not necessary to perform transmission / reception of measurement signals and antenna control for detecting a change in radio wave propagation environment in a steady state, and a decrease in throughput can be avoided.
  • PER which is the signal quality level of the radio reception signal
  • control is performed such that the combined directional characteristics of the variable directivity antenna device 10 are changed only when the quality level of the radio reception signal is lowered to a predetermined level, which is compared with the antenna selection diversity device described in Patent Document 2. Unlike this, it is not necessary to perform antenna control for detecting a change in the radio wave propagation environment, and a reduction in throughput can be avoided. Therefore, according to the wireless communication device 1 according to the present embodiment, data signals can be transmitted and received at high speed and stably even when the radio wave propagation environment fluctuates, as compared with the prior art.
  • the controller 2 determines that the difference between the reference RSSI (RSSIr) and the latest RSSI is equal to or greater than the predetermined threshold value ⁇ Rc.
  • the selection process step S2
  • the first candidate setting process step S3
  • the combined directional pattern selection process step S4
  • another combined directional pattern is selected, and the magnitude of the difference is
  • the second candidate setting process step S17
  • the composite directivity characteristic selection process step S4
  • FIG. 8 is a flowchart showing the combined directivity characteristic selection process S4A according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
  • the combined directional characteristic selection process S4 (FIG. 6) executed by the controller 2 in FIG. 1 is replaced with a combined directional characteristic selection process S4A. is there.
  • step S32 the first candidate is selected from the combined directivity characteristic candidates.
  • step S33 the variable directivity antenna apparatus 10 has the selected combined directivity characteristic candidates so that the variable directivity is selected.
  • the directivity characteristics of the directional antenna elements 4-1 to 4-N are controlled.
  • step S31 zero is substituted for the packet number P.
  • step S34 the data packet is received, and in step S35, PER is calculated based on the SNR input from the baseband processing circuit 6, and stored. Further, in step S38, 1 is added to the packet number P, and in step S39, it is determined whether or not the packet number P is equal to or greater than a predetermined packet number P2. If NO in step S39, the process returns to step S34.
  • step S36 it is determined whether or not the currently selected combined directional characteristic is the last combined directional characteristic candidate. If NO, the process proceeds to step S37 to select the next combined directional characteristic candidate. Return to S33. On the other hand, if YES in step S36, the process proceeds to step S40. After Step S40, the same processing as Steps S40 to S47 in the combined directivity characteristic selection processing S4 of FIG. 6 is performed.
  • the first modification has the same effects as those of the first embodiment described above.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the combined directivity characteristic selection process S4A according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
  • the combined directivity characteristic selection process S4 (FIG. 6) executed by the controller 2 in FIG. 1 is replaced with a composite directivity characteristic selection process S4B. is there.
  • steps S31 to S40 are performed in the same manner as the composite directivity characteristic selection process S4 of FIG. Subsequently to step S40, a combined directivity characteristic candidate having the smallest PER average value is selected in step S49, and 1 is substituted into a flag IF indicating whether or not the combined directivity characteristic has been selected in step S44. Returning to the directivity control process 4.
  • step S4B Since the combined directivity characteristic selection process S4B according to the second modified example is compared with the composite directivity characteristic selection process S4 according to the first embodiment, steps S41 to S48 are replaced with steps S44 and S49. Characteristic candidates can be selected quickly and reliably. Furthermore, since the combined directivity characteristic candidate can be selected without fail, the determination process in step S5 in FIG. 4 can be omitted.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the combined directivity characteristic selection process S4A according to the third modification of the first embodiment of the present invention.
  • the third modification is obtained by replacing the combined directional characteristic selection process S4B (FIG. 9) executed by the controller 2 of FIG. 1 with a combined directional characteristic selection process S4C. .
  • step S32 the first candidate is selected from the combined directional pattern candidates, and in step S33, The directivity characteristics of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N are controlled so that the variable directivity antenna apparatus 10 has the selected combined directivity characteristic candidates.
  • step S31 zero is substituted for the packet number P.
  • step S34 the data packet is received, and in step S35, PER is calculated based on the SNR input from the baseband processing circuit 6, and stored. Further, in step S38, 1 is added to the packet number P, and in step S39, it is determined whether or not the packet number P is equal to or greater than a predetermined packet number P2.
  • step S39 the process returns to step S34. If YES, the process proceeds to step S36. In step S36, it is determined whether or not the currently selected combined directional characteristic is the last combined directional characteristic candidate. If NO, the process proceeds to step S37 to select the next combined directional characteristic candidate. Return to S33. On the other hand, if YES in step S36, the process proceeds to step S40. In step S40, based on the stored PER, an average value of the stored P2 PERs is calculated for each combined directivity characteristic candidate.
  • step S40 a combined directional pattern candidate having the smallest PER average value is selected in step S49, and in step S44. Then, 1 is substituted into the flag IF indicating whether or not the combined directional characteristic has been selected, and the process returns to the directional characteristic control process of FIG.
  • the third modification has the same effect as the second modification.
  • FIG. 11 is a flowchart showing directivity control processing according to the second embodiment of the present invention.
  • the directivity control process according to the present embodiment replaces the PER that is the second parameter during the reception process in the steady state, as compared with the directivity control process according to the first embodiment (see FIG. 4). It is characterized in that a PHY rate that is a third parameter that is a quality level of a radio signal received by the variable directivity antenna device 10 is measured.
  • the composite directivity characteristic selection process of FIG. 11 is obtained by replacing the processes of steps S10 and S12 of the composite directivity characteristic process of FIG. 4 with the processes of step S10A and step S12A, respectively.
  • the baseband processing circuit 6 calculates a physical transmission rate (hereinafter referred to as a PHY rate) of a packet related to each baseband signal when receiving a data packet, and calculates an average value of each PHY rate.
  • a PHY rate a physical transmission rate
  • the terminal that transmits the packet changes the packet PHY rate according to the past transmission status. Decide and send.
  • the terminal that receives the packet needs information on the PHY rate of the packet, that is, the modulation scheme and coding rate, in order to correctly demodulate the received signal.
  • a terminal that transmits a packet adds information on the PHY rate of the packet to a signal area at the head of the packet so that the receiving terminal can demodulate the signal.
  • the baseband processing circuit 6 calculates the PHY rate related to each baseband signal by processing the signal region of the packet reception signal.
  • the controller 2 stores the RSSI and PHY rate input from the baseband processing circuit 6.
  • This embodiment has the same effect as the first embodiment.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram showing the combined directional characteristic classification information stored in the combined directional characteristic table memory 2m in the first modification of the second embodiment of the present invention.
  • the combined directivity characteristic table memory 2m stores the combined directivity characteristic classification information of the variable directivity antenna device 10 in a table format including the combined directivity characteristic classification information.
  • the combined directional characteristic table memory 2m stores the combined directional characteristic classification information of the variable directional antenna device 10 in a three-layer tree format including the combined directional characteristic classification information. .
  • This modification has the same effect as the first embodiment and the second embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the combined directional characteristic classification information stored in the combined directional characteristic table memory 2m in the third embodiment of the present invention.
  • 14 and 15 are flowcharts showing directivity control processing according to the third embodiment of the present invention.
  • the present embodiment is characterized in that the combined directional characteristic classification information of the variable directivity antenna device 10 is stored in a four-layer tree format including the combined directional characteristic classification information. .
  • the combined directional characteristic table memory 2m stores the combined directional characteristic classification information of the variable directional antenna device 10 in a four-layer tree format including the combined directional characteristic classification information.
  • the combined directional characteristics Pa to Pp are classified into a group A including the combined directional characteristics Pa to Ph and a group B including the combined directional characteristics Pi to Pp.
  • the combined directivity characteristics Pa to Ph included in the group A are classified into a subgroup A1 including the combined directivity characteristics Pa to Pd and a subgroup A2 including the combined directivity characteristics Pe to Ph.
  • the combined directivity characteristics Pi to Pp included in the group B are classified into a subgroup B1 including the combined directivity characteristics Pi to Pl and a subgroup B2 including the combined directivity characteristics Pm to Pp.
  • the combined directional characteristic Pa is a first initial combined directional characteristic
  • the combined directional characteristics Ph and Pp are second initial combined directional characteristics.
  • the baseband processing circuit 6 receives the data packet using the variable directional antenna element 4-1, based on each AGC voltage that is a control voltage output from each AGC circuit.
  • the RSSI 1 related to the baseband signal of the radio signal and the RSSI2 related to the baseband signal of the radio signal received using the variable directivity antenna element 4-2 are calculated and output to the controller 2.
  • step S1 in FIG. 14 it is determined whether or not a packet communication start notification signal has been received from the MAC processing circuit 7. If YES, the process proceeds to the combined directivity group selection process in step S2A. If NO, step S1 is performed. Return to.
  • step S2A the “initial combined directional pattern Pa” in step S21 is replaced with the “first initial combined directional pattern Pa” in the combined directional pattern group selecting process in FIG. “RSSI” is replaced with “RSSI1”, “weak electric field group” in step S29 is replaced with “group A”, and “strong electric field group” in step S30 is replaced with “group B”. That is, group A or group B is selected based on RSSI 1 by the combined directivity group selection processing.
  • step S2B the composite directivity characteristic subgroup selection process in step S2B is executed.
  • a subgroup in the group selected in step S2A is selected based on RSSI2 as in the combined directivity characteristic group selection process in step S2A. For example, when group A is selected in step S2A, subgroup A1 or A2 is selected based on RSSI2 using second initial combined directivity characteristic Ph.
  • group B is selected in step S2A, subgroup B1 or B2 is selected based on RSSI2 using second initial combined directivity characteristic Pp.
  • step S3A all the combined directivity characteristics included in the subgroup selected by the composite directivity characteristic subgroup selection process are referred to the composite directivity characteristic table memory 2m.
  • a characteristic candidate is set, and the process proceeds to the combined directivity characteristic selection process in step S4.
  • the combined directional pattern selection process in step S4 one combined directional pattern is selected or not selected from the combined directional pattern candidates as in the first and second embodiments.
  • step S5 it is determined whether or not the flag IF is 1 (that is, whether or not the combined directivity characteristic has been selected). If NO, the composite directivity characteristic subgroup selection process in step S2B is performed. On the other hand, if YES, the process proceeds to step S6.
  • step S6 the directivity characteristics of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N are controlled so that the variable directivity antenna apparatus 10 has the selected combined directivity characteristics, and the reference RSSI (RSSI1r, Proceed to the RSSI2r) calculation process.
  • step S7 similar to the reference RSSI (RSSIr) calculation process of FIG. 7, the reference RSSI (RSSI1r), which is the average value of RSSI1 of the immediately preceding P3 packets, and the average value of RSSI2 of the immediately preceding P3 packets. A reference RSSI (RSSI2r) is calculated.
  • step S10B the RSSI1, RSSI2, and PHY rate input from the baseband processing circuit 6 are stored, and the process proceeds to step S11.
  • step S11 it is determined whether or not a packet communication end notification signal has been received from the MAC processing circuit 7. If YES, the process returns to step S1, while if NO, the process proceeds to step S12A.
  • step S12A it is determined whether or not the latest PHY rate is greater than a predetermined threshold PHY1, and if YES, the process returns to step S8, but if NO, the process proceeds to step S13.
  • step S13 1 is added to the number of packets Pe, and the process proceeds to step S14.
  • step S14 it is determined whether or not the number of packets Pe is equal to or greater than a predetermined threshold value Pec. If NO, the process returns to step S9. If YES, the process proceeds to step S15A.
  • step S15A the average RSSI2b of RSSI2 in the latest Pec packets is calculated, and the process proceeds to step S16A.
  • step S16A it is determined whether the difference between the average RSSI2b of RSSI2 and the reference RSSI2r in the steady state is equal to or larger than a predetermined threshold ⁇ R2c. If YES, the process proceeds to step S16B. If NO, the process proceeds to step S17A.
  • step S17A In the second candidate setting process of step S17A, with reference to the composite directivity table memory 2m, composite directivity other than the composite directivity selected and included in the currently selected subgroup is selected as a composite directivity candidate. And return to step S4.
  • step S16B an average RSSI1b value of RSSI1 in the latest Pec packets is calculated, and whether the magnitude of the difference between the calculated average value RSSI1b and the reference RSSI1r in the steady state is equal to or greater than a predetermined threshold value ⁇ R1c. It is determined whether or not, and when YES, the process returns to step S2A, and when NO, the process returns to step S2B.
  • the combined directivity characteristic classification information of the variable directivity antenna device 10 is stored in a four-layer tree format including the combined directivity characteristic classification information.
  • the present invention is not limited to this, and five or more hierarchies are included. You may memorize
  • the predetermined number of packets P2 in step S39 in FIG. 8 to FIG. 10 and the predetermined number of packets P3 in step S55 in FIG. 7 are, for example, the number of packets corresponding to the period necessary for appropriately calculating the average value of RSSI. Is set.
  • the predetermined threshold value Pec for the number of packets in step S14 in FIGS. 4, 11, and 15 and the predetermined packet number P3 in step S55 in FIG. 7 have the same value.
  • a predetermined threshold PER2 of PER in step S12 of FIG. 4 a threshold PHY1 of PHY rate in step S12A of FIGS. 11 and 15, and a predetermined threshold of PER in step S45 of FIGS.
  • Each of the values PER1 is set based on a predetermined wireless communication quality such as a maximum value of PER required by a predetermined wireless communication standard.
  • step S14 in FIG. 4, FIG. 11 and FIG. 15 is performed in accordance with the time required for properly calculating the average value of RSSI after the end of step S7 ( Hereinafter, it may be replaced with a step for determining whether or not the time is Trssi or more, and step S26 in FIG. 5 is replaced with a step for determining whether or not the elapsed time since the end of step S21 is Trssi or more.
  • step S39 in FIGS. 6 and 8 to 10 may be replaced with a step for determining whether or not the elapsed time from the start of the combined directivity characteristic selection process is equal to or greater than Trssi, and step S55 in FIG.
  • the wireless communication device further includes a timer circuit for measuring the elapsed time.
  • the predetermined threshold value Rp of RSSI and the predetermined threshold value ⁇ Rc in step S16 of FIGS. 4 and 11 are, for example, when the variable directional antenna device 10 is controlled to have the combined directional characteristics Pa to Pf. Are set based on each RSSI necessary to obtain a predetermined wireless communication quality (for example, a predetermined PER).
  • a predetermined threshold value Rp of RSSI used for determining which one to select between the weak electric field group and the strong electric field group (see FIG.
  • the controllable antenna device 10 When the controllable antenna device 10 is controlled, it may be set to RSSI necessary for obtaining a predetermined PER. Further, the predetermined threshold value ⁇ Rc in step S16 in FIGS. 4 and 11, the predetermined threshold value ⁇ R2c in step S16A in FIG. 14 and the predetermined threshold value ⁇ R1c in step S16B in FIG.
  • the variable directional antenna device 10 When the variable directional antenna device 10 is controlled to have the RSSI necessary for obtaining the predetermined PER when the variable directional antenna device 10 is controlled, and when the variable directional antenna device 10 is controlled so as to have the combined directional characteristic Pa, the predetermined PER is obtained. Therefore, it may be set to a difference value from the RSSI necessary for this.
  • the composite directivity table memory 2m stores composite directivity of two composite directivity groups.
  • the present invention is not limited to this, and the multiple directivity table memory 2m is not limited to this.
  • the composite directivity characteristic of the composite directivity group may be stored.
  • the MAC processing circuit 7 generates a packet communication start notification signal and a packet communication end start notification signal and outputs them to the controller 2.
  • the present invention is not limited to this.
  • the high frequency processing circuits 5-1 to 5 -N, the baseband processing circuit 6, or a higher-layer protocol processing circuit (not shown) generates a packet communication start notification signal and a packet communication end start notification signal to generate the controller 2 May be output.
  • the baseband processing circuit 6 calculates RSSI and outputs it to the controller 2.
  • the present invention is not limited to this.
  • the high frequency processing circuits 5-1 to 5 -N calculate RSSI based on the power level of each baseband signal, and then output the RSSI to the controller 2.
  • An average value of each RSSI may be calculated and used for each directivity control process in FIGS. 4 and 11.
  • variable directivity antenna device 10 is not limited to the configuration in each of the above embodiments, and may have a configuration capable of changing the combined directional characteristics.
  • the variable directivity antenna device 10 may include only one variable directivity antenna element.
  • the directivity controllers 3-1 to 3-N each include a reactance element connected to the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N.
  • the reactance value of the reactance element By changing the reactance value of the reactance element based on the above, the electric lengths of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N are changed, and the directivity characteristics of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N are changed. Controlled.
  • each of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N includes a feeding antenna element and a parasitic antenna element
  • each of the directivity controllers 3-1 to 3-N includes A PIN diode connected to each parasitic element of the variable directional antenna elements 4-1 to 4 -N, and applying a predetermined bias voltage to the PIN diode by a control signal from the controller 2, the PIN diode
  • the directivity characteristics of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N may be controlled by operating a parasitic element connected to the as a reflector.
  • variable directivity antenna element 4 of the variable directivity antenna apparatus 10 is set so as to have the initial composite directivity characteristic Pa that is closest to the non-directional among the combined directivity characteristics Pa to Pf.
  • RSSI was measured when the directivity characteristics of ⁇ 1 to 4-N were controlled, and either a weak electric field group or a strong electric field group was selected based on the measured RSSI.
  • the present invention is not limited to this, and instead of the initial combined directivity characteristic Pa, a composite directivity characteristic that is suitable for RSSI measurement and that is substantially omnidirectional may be used. Further, instead of the initial composite directivity characteristic Pa, other composite directivity characteristics that are not included in the composite directivity characteristic table and are substantially non-directional may be used.
  • the first, second, and third parameters are RSSI, PER, and PER, respectively.
  • the first, second, and third parameters are RSSI, PER, respectively. And PHY rate.
  • the present invention is not limited to this, and the first to third parameters indicate the quality levels of the radio signals received by the variable directivity antenna device 10, and the first parameter and the second parameter are It only has to be different from each other.
  • the second parameter and the third parameter may be the same as or different from each other.
  • the value indicating the signal level of the radio signal received by the variable directional antenna device 10 such as the average value of each AGC voltage that is a control voltage output from each AGC circuit in the baseband processing circuit 6, SNR, bit Received by the variable directional antenna device 10 such as error rate (Bit Error Rate: BER), symbol error rate (Symbol Error Rate: SER), or inter-channel correlation, inter-antenna correlation or eigenvalue of correlation matrix in a MIMO communication system.
  • the first to third parameters may be selected from the values indicating the signal quality levels of the radio signals so that the first and second parameters are different from each other.
  • the quality level of the radio signal is indicated.
  • Inter-antenna correlation also referred to as inter-channel correlation
  • the second parameter indicating the quality level of the radio signal is PER.
  • the combined directional characteristic table is set for each combined directional characteristic of the variable directional antenna device 10 using the directional characteristic data of the variable directional antenna elements 4-1 to 4-N and the first parameter. Data of a composite directional pattern group including the composite directional pattern among a plurality of combined directional pattern groups.
  • the plurality of combined directional characteristics groups include a first combined directional pattern group including a predetermined combined directional pattern for measuring the first parameter and a combined directional characteristic smaller than the predetermined combined directional pattern.
  • the controller 2 measures the correlation between the antennas when the variable directivity antenna apparatus 10 is controlled to have the predetermined combined directivity characteristic in the composite directivity characteristic group selection process.
  • the controller 2 controls the antenna-to-antenna correlation to be reduced by selecting the second combined directivity group, and the measured first parameter
  • control is performed to secure a larger received power by selecting the third combined directivity group.
  • the combined directivity characteristic selection process in step S4 may be replaced with the composite directivity characteristic selection process according to the first to third modifications of the first embodiment.
  • the combined directivity table memory 2m is set for each composite directivity using the directivity data and RSSI of the variable directivity antenna elements 4-1 to 4-N.
  • the plurality of combined directional characteristic groups a strong electric field group and a weak electric field group
  • combined directional characteristic classification information that is data of a combined directional characteristic group including the combined directional characteristic is stored in advance.
  • the present invention is not limited to this, and the combined directivity table memory 2m is set by using the first parameter indicating the quality level of the radio signal received by the variable directivity antenna device 10 for each combined directivity. What is necessary is just to memorize
  • a plurality of composite directional characteristics are set using the first parameter indicating the quality level of the wireless signal received by the variable directional antenna device.
  • the storage means storing in advance the combined directional characteristic classification information classified into the combined directional characteristic group, the first parameter, and the quality level of the radio signal.
  • Control means is provided for selecting one combined directional characteristic from the plurality of combined directional characteristics and controlling the combined directional characteristic of the variable directional antenna device so as to have the selected combined directional characteristic. Therefore, even when the radio wave propagation environment fluctuates, the data signal can be transmitted and received stably at a higher speed than in the prior art.
  • the wireless communication apparatus can be used for, for example, a wireless communication device that transfers a large-capacity data signal such as AV stream data using a MIMO transmission method.
  • 1 wireless communication device, 2 ... Controller, 2m ... Composite directivity table memory, 3-1, 3-2, ..., 3-N ... Directional controller, 4-1, 4-2,..., 4-N ... variable directional antenna element, 5-1, 5-2, ..., 5-N ... high frequency processing circuit, 6 ... Baseband processing circuit, 7 ... MAC processing circuit, 10: Variable directional antenna device.

Landscapes

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Abstract

　初期合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置（１０）を制御したときにＲＳＳＩを測定し、測定されたＲＳＳＩに基づいて強電界グループ又は弱電界グループを選択し、選択された合成指向特性グループに含まれる各合成指向特性を有するように、可変指向性アンテナ装置（１０）を制御したときに、当該各合成指向特性に関するＰＥＲをそれぞれ測定し、測定されたＰＥＲに基づいて、選択された合成指向特性グループに含まれる各合成指向特性の中から１つの合成指向特性を選択し、選択された合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置（１０）を制御する。

Description

無線通信装置
　本発明は、無線通信装置に関し、特に、電波伝搬環境の変動に応じて可変指向性アンテナ装置の指向特性を変化する無線通信装置に関する。
　情報端末どうしを相互に接続するネットワーク形態の中で、無線通信を用いたネットワークは、有線通信を用いたネットワークに比較して、情報端末の可搬性及び配置の自由度の点で優れていること及び情報端末間の接続のための有線ケーブルを省くことにより情報端末を軽量化できることなどの利点を有する。これにより、無線通信装置は、従来のパーソナルコンピュータ間でのデータ伝送に利用されるのみならず、現在では、多くの家電製品にも搭載され、当該家電製品間での映像音声データの伝送のために利用されるようになってきた。
　しかしながら、無線通信装置は上記のような利点を有する反面、空間に電磁波を放射して通信を行うので、多数の反射物が設置されているような空間に設置される場合、物体に反射して到来する遅延波によって引き起こされるフェージングの影響により伝送特性の劣化が起きて、データ伝送を正常に行えないことがあった。従来、フェージングに対する対策として、送受信アンテナの指向性制御及び様々なダイバーシチ処理などの制御方法が提案されている。電波伝搬環境の時間変化に応じて無線信号を受信する従来技術に係る無線通信装置は、例えば特許文献１～特許文献３に記載されている。
　特許文献１に記載のアンテナ指向性制御システムにおいて、受信装置は、指向性可変受信アンテナの各アンテナ素子の合成指向性のビーム幅が最も広くなるように制御しながら、送信装置からの電波伝搬遅延時間を要求するための計測信号を無線受信する。さらに、受信装置は、受信された計測信号を直接波と遅延波とに分離し、分離した直接波と各遅延波成分との遅延時間を計測し、各遅延波成分の遅延時間の広がりを演算し、当該演算結果に基づいて、遅延波の到来方向に対して受信感度を鈍くするように、指向性可変受信アンテナの指向性パターンを制御する。これにより、多数の遅延波が存在する環境であってもその影響を低減して通信を行うことが可能である。
　また、特許文献２に記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置は複数のアンテナを備え、アンテナ情報格納部は当該複数のアンテナを選択するための優先順位のデータを格納する。アンテナ選択部は、特定のアンテナを現使用アンテナとして通信を行う定常状態において、数フレームに１回、現使用アンテナとは別の待機アンテナを選択するようにアンテナ選択スイッチを制御する。選択された待機アンテナは測定アンテナとなる。待機アンテナはアンテナ情報格納部が保持している優先順位のデータに従って、順次測定アンテナとして選択される。アンテナ選択部は、現使用アンテナでの受信レベルが測定アンテナでの受信レベルよりも小さいことが数回連続して起こるときは、当該測定アンテナを新たな現使用アンテナとして選択するように、アンテナ選択スイッチを制御する。そうでなければ、次の優先順位の待機アンテナを測定アンテナとして同様の処理を繰り返す。これにより、通信を行っている伝搬環境に最適なアンテナを短時間で選択することが可能となる。
　さらに、特許文献３に記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置は、特許文献２に記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置とは異なり、アンテナと検波器と相関検出器とをそれぞれ有する複数のダイバーシチ枝で受信された各信号に基づいて、最適なアンテナ装置を選択する。各相関検出器は、送信装置からのフレーム同期信号の既知パターンを予め記憶する。また、各相関検出器は、各アンテナで受信された信号とフレーム同期信号の既知パターンとの相関係数を、信号処理装置にそれぞれ出力する。信号処理装置は、最大の相関係数を有するダイバーシチ枝を選択する。これにより、従来のアンテナ選択ダイバーシチに簡単なハードウェアを追加することでマルチパスフェージングを克服し、スループットの低下を防ぐことが可能である。
特開２０００－１３４０２３号公報。 特開２００５－１４２８６６号公報。 特開平８－１７２４２３号公報。
　特許文献１に記載のアンテナ指向性制御システムにおいて、遅延波の影響を軽減するようにアンテナの指向性パターンを制御するために、送信装置は計測信号を定期的に受信装置に送信する。このため、電波伝搬環境の時間変動が大きい環境においては、その変動に追随するために頻繁に計測信号を送信する必要があり、送受信すべきデータ以外の制御データのデータ量が増大してスループットの低下につながった。
　また、特許文献２に記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置において、特許文献１における計測信号は送信されないが、現使用アンテナが決定された定常状態でも、定期的に別の待機アンテナに切り換えて通信を行い、受信レベルを得る必要があるので、不必要なアンテナ制御が発生しスループットが低下することがあった。
　第４世代の携帯電話機やデジタルテレビジョン放送信号を受信する携帯無線端末装置のように広帯域の無線信号を送受信する携帯無線端末装置においては、より高い信号品質が求められるため、送信機及び受信機においてそれぞれ複数のアンテナ素子を用いて、同じ周波数帯域内で同時に送信された複数の信号系列を空間的に多重化することによって伝送容量を増大させ、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）復号化後の複数の信号系列に係る合計伝送速度の増大を図る技術であるＭＩＭＯ通信システムの使用が有効である。しかしながら、特許文献２又は特許文献３に記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置を、ＭＩＭＯ通信システムに用いる場合、受信装置において複数の上記アンテナ選択ダイバーシチ装置を設ける必要があり、受信装置が大型化するという課題があった。
　本発明の目的は以上の問題点を解決し、電波伝搬環境が変動するときにも、従来技術に比較してデータ信号を高速かつ安定して送受信できる無線通信装置を提供することにある。
　本発明に係る無線通信装置は、少なくとも１つの可変指向性アンテナ素子を備え、上記少なくとも１つの可変指向性アンテナ素子の各指向特性を重ね合わせた複数の合成指向特性を有する可変指向性アンテナ装置と、
　上記各合成指向特性を上記可変指向性アンテナ装置によって受信された無線信号の品質レベルを示す第１のパラメータを用いて設定される複数の合成指向特性グループに分類した合成指向特性分類情報を予め記憶する記憶手段と、
　上記第１のパラメータ、及び上記無線信号の品質レベルを示しかつ上記第１のパラメータとは異なる第２のパラメータに基づいて、上記複数の合成指向特性の中から１つの合成指向特性を選択し、当該選択された合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置の合成指向特性を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
　上記無線通信装置において、上記制御手段は、
（ａ）上記複数の合成指向特性のうちの所定の１つの合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御したときに、上記第１のパラメータを測定し、上記測定された第１のパラメータに基づいて、上記合成指向特性分類情報を参照して、上記複数の合成指向特性グループの中から１つの合成指向特性グループを選択し、
（ｂ）上記選択された合成指向特性グループに含まれる各合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御したときに、当該各合成指向特性に関する上記第２のパラメータをそれぞれ測定し、上記測定された各第２のパラメータに基づいて、上記選択された合成指向特性グループに含まれる合成指向特性の中から１つの合成指向特性を選択し、
（ｃ）上記選択された合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御することを特徴とする。
　また、上記無線通信装置において、上記制御手段は、上記選択された合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御したときに、上記無線信号の品質レベルを示す第３のパラメータを測定し、上記測定された第３のパラメータが所定の第１のしきい値以下か否かを判断し、上記測定された第３のパラメータが上記第１のしきい値以下であることを検出したときに、上記選択された合成指向特性とは別の合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御することを特徴とする。
　さらに、上記無線通信装置において、上記制御手段は、上記測定された第３のパラメータが上記第１のしきい値以下であるとことを、所定のしきい値回数だけ連続して検出したときに、上記選択された合成指向特性とは別の合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御することを特徴とする。
　またさらに、上記無線通信装置において、上記制御手段は、上記選択された合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御したときに、上記第１のパラメータを測定し、当該制御の開始直後に測定された第１のパラメータに基づいて基準の第１のパラメータを算出し、上記検出の直前に測定された第１のパラメータに基づいて最新の第１のパラメータを算出し、上記算出された基準の第１のパラメータと最新の第１のパラメータとの間の差の大きさが所定の第２のしきい値以上のときは、全ての上記複数の合成指向特性の中から上記別の合成指向特性を選択し、上記算出された基準の第１のパラメータと最新の第１のパラメータとの間の差の大きさが所定の第２のしきい値未満のときは、上記選択された合成指向特性グループに含まれかつ上記選択された合成指向特性以外の合成指向特性の中から上記別の合成指向特性を選択することを特徴とする。
　また、上記無線通信装置において、上記第３のパラメータは上記第２のパラメータと同一であることを特徴とする。
　さらに、上記無線通信装置において、上記所定の１つの合成指向特性は実質的に無指向であることを特徴とする。
　またさらに、上記無線通信装置において、上記第１のパラメータは上記無線信号の受信信号レベルを示すことを特徴とする。
　また、上記無線通信装置において、上記合成指向特性分類情報は、上記各合成指向特性毎に、上記各可変指向性アンテナ素子の指向特性のデータ及び上記複数の合成指向特性グループのうち当該合成指向特性が含まれる合成指向特性グループのデータを含むことを特徴とする。
　本発明に係る無線通信装置によれば、各合成指向特性を可変指向性アンテナ装置によって受信された無線信号の品質レベルを示す第１のパラメータを用いて設定される複数の合成指向特性グループに分類した合成指向特性分類情報を予め記憶する記憶手段と、第１のパラメータ、及び無線信号の品質レベルを示しかつ第１のパラメータとは異なる第２のパラメータに基づいて、複数の合成指向特性の中から１つの合成指向特性を選択し、当該選択された合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置の合成指向特性を制御する制御手段とを備える。従って、電波伝搬環境が変動するときにも、従来技術に比較してデータ信号を高速かつ安定して送受信できる。
本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置１の構成を示すブロック図である。 図１の合成指向特性テーブルメモリ２ｍに格納された合成指向特性テーブルの一例を示す図である。 図２の合成指向特性テーブルの合成指向特性Ｐａ～Ｐｆの一例を示す図である。 図１のコントローラ２によって実行される指向特性制御処理を示すフローチャートである。 図４の合成指向特性グループ選択処理Ｓ２を示すフローチャートである。 図４の合成指向特性選択処理Ｓ４を示すフローチャートである。 図４の基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）算出処理Ｓ７を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る合成指向特性選択処理Ｓ４Ａを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る合成指向特性選択処理Ｓ４Ａを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る合成指向特性選択処理Ｓ４Ａを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る指向特性制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の第１の変形例において合成指向特性テーブルメモリ２ｍに格納された合成指向特性分類情報を示す概念図である。 本発明の第３の実施形態において合成指向特性テーブルメモリ２ｍに格納された合成指向特性分類情報を示す概念図である。 本発明の第３の実施形態に係る指向特性制御処理を示すフローチャートの第１の部分である。 本発明の第３の実施形態に係る指向特性制御処理を示すフローチャートの第２の部分である。
　以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
第１の実施形態．
　図１は本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態において、合成指向特性テーブルメモリ２ｍは、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性分類情報を、当該合成指向特性分類情報を含むテーブル形式で記憶する。図２は図１の合成指向特性テーブルメモリ２ｍに格納された合成指向特性テーブルの一例を示す図である。また、図３は図２の合成指向特性テーブルの合成指向特性Ｐａ～Ｐｆの一例を示す図である。さらに、図４は、図１のコントローラ２によって実行される指向特性制御処理を示すフローチャートであり、図５～図７はそれぞれ、図４の合成指向特性グループ選択処理Ｓ２、合成指向特性選択処理Ｓ４及び基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）算出処理Ｓ７を示すフローチャートである。なお、図１の無線通信装置１の構成は、以下の各実施形態及び各変形例に適用される。
　ここで、詳細後述するように、無線通信装置１は、複数Ｎ個の可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎを備え、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各指向特性を重ね合わせた複数の合成指向特性を有する可変指向性アンテナ装置１０と、可変指向性アンテナ装置１０によって受信された無線信号の受信信号レベルを示す第１のパラメータである受信信号強度表示（Received Signal Strength Indicator；以下、ＲＳＳＩという。）と上記無線信号の品質レベルを示す第２のパラメータであるパケットエラーレート（Packet Error Rate；以下、ＰＥＲという。）とに基づいて、上記可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性を制御するコントローラ２と、上記各合成指向特性毎に、上記各可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性のデータ及びＲＳＳＩを用いて設定される複数の合成指向特性グループ（強電界グループと弱電界グループである。）のうち当該合成指向特性が含まれる合成指向特性グループのデータである合成指向特性分類情報を含む合成指向特性テーブルを予め記憶する合成指向特性テーブルメモリ２ｍとを備える。コントローラ２は、上記複数の合成指向特性のうちの合成指向特性Ｐａを有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御する（図５のステップＳ２１）ことにより、ＲＳＳＩを測定し、上記測定されたＲＳＳＩに基づいて、上記合成指向特性テーブルを参照して、上記複数の合成指向特性グループの中から１つの合成指向特性グループを選択し（図５の合成指向特性グループ選択処理）、上記選択された合成指向特性グループに含まれる各合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御したときに、当該各合成指向特性に関するＰＥＲをそれぞれ測定し、上記測定された各ＰＥＲに基づいて、上記選択された合成指向特性グループに含まれる合成指向特性の中から１つの合成指向特性を選択し（図６の合成指向特性選択処理）、上記選択された合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御する（図４のステップＳ６）ことを特徴としている。
　また、コントローラ２は、上記選択された合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御したときに、ＰＥＲを測定し、上記測定されたＰＥＲが所定のしきい値ＰＥＲ２未満か否かを判断し（図４のステップＳ１２）、上記測定されたＰＥＲが所定のしきいＰＥＲ２以上であることを検出したときに、上記選択された合成指向特性とは別の合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御することを特徴としている。
　さらに、コントローラ２は、上記測定されたＰＥＲが所定のしきいＰＥＲ２以上であることを、所定のしきい値回数Ｐｅｃだけ連続して検出したとき（図４のステップＳ１４においてＹＥＳのとき）に、上記選択された合成指向特性とは別の合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御することを特徴としている。
　またさらに、コントローラ２は、上記選択された合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御したときに、ＲＳＳＩを測定し、当該制御の開始直後に測定されたＲＳＳＩに基づいて基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）を算出し（図７の基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）算出処理）、上記検出の直前に測定されたＲＳＳＩに基づいて最新のＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩｂを算出し、基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）とＲＳＳＩｂとの間の差の大きさが所定のしきい値ΔＲｃ以上のとき（図４のステップＳ１６においてＹＥＳのとき）は、全ての合成指向特性の中から上記別の合成指向特性を選択し、基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）とＲＳＳＩｂとの間の差の大きさが所定のしきい値ΔＲｃ未満のとき（図４のステップＳ１６においてＮＯのとき）は、選択された合成指向特性グループに含まれかつ上記選択された合成指向特性以外の合成指向特性の中から上記別の合成指向特性を選択することを特徴としている。
　まず、無線通信装置１の構成及び動作を説明する。図１において、ＭＩＭＯ伝送方式の無線通信装置１は、他の無線通信装置からパケット伝送された映像音声データなどのデータ信号を、可変指向性アンテナ装置１０を介して無線受信する。ここで、無線通信装置１は、可変指向性アンテナ装置１０と、複数Ｎ個の高周波処理回路５－１，５－２，…，５－Ｎと、ベースバンド処理回路６と、ＭＡＣ（Media Access Control）処理回路７と、これらの装置及び回路５－１，５－２，…，５－Ｎ，６，７及び１０の動作を制御するコントローラ２と、可変指向性アンテナ装置１０の複数の合成指向特性Ｐａ～Ｐｆを予め記憶する合成指向特性テーブルメモリ２ｍとを備えて構成される。
　図１において、可変指向性アンテナ装置１０は、複数Ｎ個の可変指向性アンテナ素子４－１，４－２，…，４－Ｎと、各可変指向性アンテナ素子４－１，４－２，…，４－Ｎに接続された複数Ｎ個の指向性コントローラ３－１，３－２，…，３－Ｎとを備えて構成される。指向性コントローラ３－１～３－Ｎはそれぞれ、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎに接続されたリアクタンス素子を含み、コントローラ２からの制御信号に基づいて当該リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各電気長を変化して、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性を制御する。可変指向性アンテナ素子４－１，４－２，…，４－Ｎによって受信された各無線信号は、高周波処理回路５－１，５－２，…，５－Ｎにそれぞれ入力される。なお、本明細書において、可変指向性アンテナ素子４－１，４－２，…，４－Ｎの各指向特性を重ね合わせた指向特性を、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性という。
　また、図１において、高周波処理回路５－１，５－２，…，５－Ｎはそれぞれ、入力された無線信号に対して所定の帯域通過処理を行う高周波バンドパスフィルタと、帯域通過処理後の無線信号を増幅する低雑音増幅器と、増幅後の無線信号をベースバンド信号に直接的に復調するダイレクトコンバージョン方式の復調器と、ベースバンド信号に所定の帯域通過処理を行うベースバンドフィルタとを備える。高周波処理回路５－１，５－２，…，５－Ｎはそれぞれ、帯域通過処理後のベースバンド信号をコントローラ２及びベースバンド処理回路６に出力する。
　さらに、図１において、ベースバンド処理回路６は、高周波処理回路５－１，５－２，…，５－Ｎから入力される各ベースバンド信号の信号レベルが実質的に一定になるように制御する複数Ｎ個のＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路と、ＡＧＣ回路からのベースバンド信号に対してＭＩＭＯ復号化処理を行うことにより復号化信号を発生してＭＡＣ処理回路７に出力するＭＩＭＯ復号化回路とを備える。ここで、ベースバンド処理回路６は、データパケットの受信時に、各ＡＧＣ回路から出力される制御電圧である各ＡＧＣ電圧に基づいて、各ベースバンド信号に係るＲＳＳＩを算出し、各ＲＳＳＩの平均値を算出してコントローラ２に出力する。さらに、ベースバンド処理回路６は、データパケットの受信時に、各ベースバンド信号に係る総送信信号電力対雑音比（以下、Signal to Noise Ratio；以下、ＳＮＲという。）を算出し、各ＳＮＲの平均値を算出してコントローラ２に出力する。また、ＭＡＣ処理回路７は、復号化信号に含まれるデータパケットに基づいて、当該データパケットが無線通信装置１宛か否かを判断し、無線通信装置１宛であるときはベースバンド処理回路６からの復号化信号に対して所定のＭＡＣ処理を行った後、無線通信装置１からの出力信号として出力する。さらに、ＭＡＣ処理回路７は、最初のデータパケットを受信すると、パケット受信の開始を通知するパケット通信開始通知信号をコントローラ２に対して出力する一方、最後のデータパケットを受信すると、パケット受信の終了を通知するパケット通信終了通知信号をコントローラ２に対して出力する。
　コントローラ２は、ベースバンド処理回路６からのＳＮＲに基づいて、ＳＮＲとＰＥＲとの間の所定の換算式を用いてＰＥＲを算出する。また、コントローラ２は、図４～図７を参照して詳細後述する指向特性制御処理を実行することによって、合成指向特性Ｐａ～Ｐｆのうちの１つの合成指向特性を選択する。さらに、コントローラ２は、可変指向性アンテナ装置１０が選択された合成指向特性を有するように、指向性コントローラ３－１～３－Ｎを用いて可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各指向特性を制御する。
　次に、図２及び図３を参照して、コントローラ２の合成指向特性テーブルメモリ２ｍに予め格納される合成指向特性テーブルを、Ｎが３の場合について説明する。図２において、合成指向特性テーブルメモリ２ｍは、可変指向性アンテナ装置１０の各合成指向特性Ｐａ～Ｐｆと、ＲＳＳＩに従って分類される２つの合成指向特性グループ（強電界グループと弱電界グループ）との間の関係を示す合成指向特性テーブルを記憶する。ここで、合成指向特性Ｐａ～Ｐｆはそれぞれ、可変指向性アンテナ素子４－１～４－３の各指向特性を含む。また、合成指向特性テーブルメモリ２ｍは、可変指向性アンテナ素子４－１～４－３の指向特性毎に、コントローラ２から各指向性コントローラ３－１～３－３に出力される制御信号に関するデータを記憶する。
　図２に示すように、合成指向特性Ｐａは、詳細後述する初期合成指向特性であり、弱電界グループに含まれる。合成指向特性Ｐａにおいて、可変指向性アンテナ素子４－１～４－３はそれぞれ、指向特性Ｐａ１～Ｐａ３を有する。また、合成指向特性Ｐｂは、強電界グループ及び弱電界グループに含まれ、可変指向性アンテナ素子４－１～４－３はそれぞれ、指向特性Ｐｂ１～Ｐｂ３を有する。さらに、合成指向特性Ｐｃは強電界グループ及び弱電界グループに含まれ、可変指向性アンテナ素子４－１～４－３はそれぞれ、指向特性Ｐｃ１～Ｐｃ３を有する。またさらに、合成指向特性Ｐｄは強電界グループに含まれ、可変指向性アンテナ素子４－１～４－３はそれぞれ、指向特性Ｐｄ１～Ｐｄ３を有する。また、合成指向特性Ｐｅは強電界グループに含まれ、可変指向性アンテナ素子４－１～４－３はそれぞれ、指向特性Ｐｅ１～Ｐｅ３を有する。さらに、合成指向特性Ｐｆは強電界グループに含まれ、可変指向性アンテナ素子４－１～４－３はそれぞれ、指向特性Ｐｆ１～Ｐｆ３を有する。
　次に、図３を参照して、各合成指向特性Ｐａ～Ｐｆの具体例を説明する。図３に示すように、初期合成指向特性Ｐａにおいて、各可変指向性アンテナ素子４－１～４－３は、実質的に無指向の指向特性Ｐａ１～Ｐａ３をそれぞれ有する。合成指向特性Ｐｂにおいて、可変指向性アンテナ素子４－１は約９０度のビーム幅及び約２２０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｂ１を有し、可変指向性アンテナ素子４－２は約９０度のビーム幅及び約１００度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｂ２を有し、可変指向性アンテナ素子４－３は約９０度のビーム幅及び約３４０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｂ３を有する。また、合成指向特性Ｐｃにおいて、可変指向性アンテナ素子４－１は約９０度のビーム幅及び約２３０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｃ１を有し、可変指向性アンテナ素子４－２は約９０度のビーム幅及び約１３０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｃ２を有し、可変指向性アンテナ素子４－３は約１２０度のビーム幅及び約０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｂ３を有する。さらに、合成指向特性Ｐｄにおいて、可変指向性アンテナ素子４－１は約７０度のビーム幅及び約２２５度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｄ１を有し、可変指向性アンテナ素子４－２は約７０度のビーム幅及び約１３５度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｄ２を有し、可変指向性アンテナ素子４－３は約７０度のビーム幅及び約０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｄ３を有する。またさらに、合成指向特性Ｐｅにおいて、可変指向性アンテナ素子４－１は約７０度のビーム幅及び約２１５度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｅ１を有し、可変指向性アンテナ素子４－２は約７０度のビーム幅及び約１１５度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｅ２を有し、可変指向性アンテナ素子４－３は約７０度のビーム幅及び約３４０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｅ３を有する。また、合成指向特性Ｐｆにおいて、可変指向性アンテナ素子４－１は約７０度のビーム幅及び約２５０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｆ１を有し、可変指向性アンテナ素子４－２は約７０度のビーム幅及び約１４０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｆ２を有し、可変指向性アンテナ素子４－３は約７０度のビーム幅及び約２０度のビーム方位角を有する指向特性Ｐｆ３を有する。
　すなわち、図３に示すように、合成指向特性Ｐａは実質的に無指向である。また、合成指向特性Ｐｂ，Ｐｃにおいて、各可変指向性アンテナ素子４－１～４－３の各指向特性Ｐｂ１～Ｐｂ３及びＰｃ１～Ｐｃ３の各ビーム幅は互いにほぼ同一である。さらに、合成指向特性Ｐｄ，Ｐｅ，Ｐｆにおいて、各可変指向性アンテナ素子４－１～４－３の各指向特性Ｐｄ１～Ｐｄ３，Ｐｅ１～Ｐｅ３，Ｐｆ１～Ｐｆ３の各ビーム幅は互いにほぼ同一であり、合成指向特性Ｐｂ，Ｐｃにおける各可変指向性アンテナ素子４－１～４－３の各指向特性Ｐｂ１～Ｐｂ３及びＰｃ１～Ｐｃ３の各ビーム幅より狭い。すなわち、合成指向特性Ｐｄ～Ｐｆは、合成指向特性Ｐｂ，Ｐｃに比較して、指向性が高い。
　次に、図４～図７を参照して、コントローラ２によって実行される指向特性制御処理を説明する。はじめに、コントローラ２は、データパケットの受信を行っていない受信待機状態において、可変指向性アンテナ装置１０が初期合成指向特性Ｐａを有するように、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各指向特性を制御する。
　次に、図４の指向特性制御処理のステップＳ１において、ＭＡＣ処理回路７からパケット通信開始通知信号を受信したか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２の合成指向特性グループ選択処理に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１に戻る。
　図５の合成指向特性グループ選択処理のステップＳ２１において、可変指向性アンテナ装置１０が、合成指向特性Ｐａ～Ｐｆのうち、最も無指向に近い初期合成指向特性Ｐａを有するように、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各指向特性を制御する。そして、ステップＳ２２において、パケット数Ｐにゼロを代入し、ステップＳ２３においてデータパケットを受信し、さらに、ステップＳ２４において、パケット数Ｐに１を加算する。次に、ステップＳ２５において、ベースバンド処理回路６から入力されたＲＳＳＩを記憶した後、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６において、パケット数Ｐが所定のパケット数Ｐ１以上か否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ２３に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ２７に進む。ステップＳ２７において、記憶されたＰ１個のＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩａが算出され、ステップＳ２８において、算出された平均値ＲＳＳＩａが所定のしきい値Ｒｐより小さいか否かが判断される。ステップＳ２８においてＹＥＳのときは、ステップＳ２９に進み、合成指向特性テーブルメモリ２ｍにおける弱電界グループを選択して図４の指向特性制御処理に戻る。一方、ステップＳ２８においてＮＯのときは、ステップＳ３０に進み、合成指向特性テーブルメモリ２ｍにおける強電界グループを選択して図４の指向特性制御処理に戻る。
　図４の指向特性制御処理に戻り、ステップＳ３に進む。ステップＳ３の第１の候補設定処理において、合成指向特性テーブルを参照して、合成指向特性グループ選択処理によって選択された合成指向特性グループに含まれるすべての合成指向特性を、合成指向特性候補に設定し、ステップＳ４の合成指向特性選択処理に進む。
　図６の合成指向特性選択処理のステップＳ３１において、パケット数Ｐにゼロを代入する。そして、ステップＳ３２において、合成指向特性候補の中から最初の候補を選択し、ステップＳ３３において、可変指向性アンテナ装置１０が選択された合成指向特性候補を有するように、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性を制御し、ステップＳ３４に進む。次に、ステップＳ３４において、データパケットを受信し、ステップＳ３５において、ベースバンド処理回路６から入力されたＳＮＲに基づいてＰＥＲを算出し、記憶する。さらに、ステップＳ３６において、現在選択されている合成指向特性が最後の合成指向特性候補であるか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ３７に進んで次の合成指向特性候補を選択し、ステップＳ３３に戻る。一方、ステップＳ３６においてＹＥＳのときは、ステップＳ３８においてパケット数Ｐに１を加算し、そして、ステップＳ３９においてパケット数Ｐが所定のパケット数Ｐ２以上か否かが判断される。ステップＳ３９においてＮＯのときはステップＳ３２に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ４０に進む。
　図６のステップＳ４０において、記憶されたＰＥＲに基づいて、合成指向特性候補毎に、記憶されたＰ２個のＰＥＲの平均値を算出し、ステップＳ４１において、算出されたＰＥＲの平均値が最も大きい合成指向特性を、合成指向特性候補から削除してステップＳ４２に進む。ステップＳ４２において、現在残っている合成指向特性候補の数が１つであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ４３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ４５に進む。そして、ステップＳ４３において、最後に残った合成指向特性候補を選択し、ステップＳ４４において、合成指向特性を選択できたか否かを示すフラグＩＦに１を代入して図４の指向特性制御処理に戻る。
　一方、ステップＳ４５において、算出されたＰＥＲの平均値が所定のしきい値ＰＥＲ１以上である合成指向特性候補が候補から削除され、ステップＳ４６において、現在残っている合成指向特性候補の数が１つであるか否かが判断される。ステップＳ４６においてＹＥＳのときはステップＳ４３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ４７に進む。さらに、ステップＳ４７において、現在残っている合成指向特性候補の数がゼロ個であるか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ３１に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ４８に進む。ステップＳ４８において、フラグＩＦに０を代入し、図４の指向特性制御処理に戻る。
　図４の指向特性制御処理に戻り、ステップＳ５に進み、フラグＩＦが１であるか否か（すなわち、合成指向特性を選択できたか否か）が判断され、ＮＯのときはステップＳ２の合成指向特性グループ選択処理に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ６に進む。
　ここで、図４において、後述するステップＳ６～Ｓ１４の処理は、合成指向特性選択処理によって選択された合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御したときに、パケット通信を行う定常状態における受信処理である。
　図４のステップＳ６において、可変指向性アンテナ装置１０が選択された合成指向特性を有するように、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各指向特性を制御し、ステップＳ７の基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）算出処理に進む。
　図７の基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）算出処理のステップＳ５１においてパケット数Ｐにゼロを代入し、ステップＳ５２においてデータパケットを受信した後、ステップＳ５３においてパケット数Ｐに１を加算する。そして、ステップＳ５４において、ベースバンド処理回路６から入力されたＲＳＳＩを記憶した後、ステップＳ５５に進む。ステップＳ５５において、パケット数Ｐが所定のパケット数Ｐ３以上か否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ５２に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ５６に進む。ステップＳ５６において、記憶されたＰ３個のＲＳＳＩの平均値が基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）として算出され、図４の指向特性制御処理に戻る。
　図４の指向特性制御処理に戻り、ステップＳ７において基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）算出処理を終了した後、ステップＳ８においてパケット数Ｐｅにゼロを代入し、ステップＳ９においてデータパケットを受信する。次に、ステップＳ１０において、ベースバンド処理回路６から入力されたＲＳＳＩを記憶するとともに、ベースバンド処理回路６から入力されたＳＮＲに基づいてＰＥＲを算出して記憶し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１において、ＭＡＣ処理回路７からパケット通信終了通知信号を受信したか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において、最新のＰＥＲが所定のしきい値ＰＥＲ２より小さいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１３に進む。そして、ステップＳ１３において、パケット数Ｐｅに１を加算しステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、パケット数Ｐｅが所定のしきい値Ｐｅｃ以上か否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ９に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ１５に進む。すなわち、電波伝搬環境の変化などによって無線信号の信号品質レベルが低下し、所定のパケット数Ｐｅｃ個だけ連続して、ＰＥＲが所定のしきい値ＰＥＲ２より小さくなったとき、定常状態における受信処理を終了してステップＳ１５に進む。
　図４のステップＳ１５において、最新のＰｅｃ個のパケットにおけるＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩｂが算出され、ステップＳ１６に進む。そして、ステップＳ１６において、ＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩｂと、定常状態における基準ＲＳＳＩｒとの間の差の大きさが所定のしきい値ΔＲｃ以上か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１７に進む。ステップＳ１７の第２の候補設定処理において、合成指向特性テーブルを参照して、現在選択されている合成指向特性グループに含まれ選択されている合成指向特性以外の合成指向特性を、合成指向特性候補に設定して、ステップＳ４に戻る。
　すなわち、図４において、コントローラ２は、まず、合成指向特性グループ選択処理（ステップＳ２）によって、無線信号の信号レベルを示すＲＳＳＩに基づいて強電界グループ又は弱電界グループを選択する。次に、合成指向特性選択処理（ステップＳ４）によって、無線信号の信号品質レベルを示すＰＥＲに基づいて、選択された合成指向特性グループ内の合成指向特性から１つの合成指向特性を選択し、定常状態における受信処理（ステップＳ４～ステップＳ１４）に進む。定常状態において、可変指向性アンテナ装置１０が選択された合成指向特性を有するように、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各指向特性を制御したときに（ステップＳ６）、基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）算出処理（ステップＳ７）によって、定常状態における基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）を算出する。そして、ＰＥＲの時間変化に基づいて、定常状態における受信処理を開始したとき（ステップＳ６）に比較して、電波伝搬環境の変化などによって無線信号の信号品質レベルが所定のレベルに低下したことを検出する（ステップＳ１４）と、定常状態における受信処理を終了する。その後、コントローラ２は、定常状態における基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）と、最新のＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩｒと差の大きさが所定のしきい値ΔＲｃ以上か否かを判断する（ステップＳ１６）。ここで、電波伝搬経路を人が横切ったときの電波伝搬環境の変化のように、瞬間的で微小の電波伝搬環境の変化が起きた場合は、最新のＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩｂと基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）との差の大きさは、所定のしきい値ΔＲｃ未満であり、コントローラ２は、現在選択されている合成指向特性グループに含まれ選択されている合成指向特性以外の合成指向特性の中から、合成指向特性選択処理によって、別の合成指向特性を選択する（ステップＳ１７，Ｓ４，Ｓ５）。一方、電波伝搬環境が比較的大きく変化した場合は、最新のＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩｂと基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）との差の大きさは、所定のしきい値ΔＲｃ以上であり、コントローラ２は、合成指向特性テーブルメモリ２ｍ内の全ての合成指向特性Ｐａ～Ｐｆの中から、別の合成指向特性を選択する（ステップＳ２～ステップＳ５）。
　なお、図４におけるステップＳ６、図５におけるステップＳ２１、図６におけるステップＳ３３における可変指向性アンテナ装置１０の指向特性の制御は、パケット通信において、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性を切り換えるのに必要な時間期間を確保できるタイミングで行われる。例えば、無線通信装置１が、受信したデータパケットに対する肯定応答信号を含むパケットを送信側の無線通信装置に対して送信し、次のデータパケットを受信するまでの時間期間に、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性を切り換えればよい。
　次に、コントローラ２による指向特性制御処理の一例を、Ｎが３の場合について説明する。例えば、図５の合成指向特性グループ選択処理のステップＳ２８において、ＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩａが所定のしきい値Ｒｐより小さいとき、ステップＳ２９において弱電界グループが選択される。そして、図４のステップＳ３（第１の候補設定処理）において、弱電界グループに含まれる合成指向特性Ｐａ～Ｐｃが、合成指向特性候補に設定される。次に、図６の合成指向特性選択処理において、１パケット毎に、合成指向特性を合成指向特性Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの間で変化させながら、各合成指向特性について、所定のパケット数Ｐ２個だけＰＥＲを記憶する。次に、合成指向特性Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ毎に、記憶されたＰ２個のＰＥＲの平均値を算出する。ここで、例えば、合成指向特性Ｐｃに係るＰＥＲの平均値が最も大きいときは、合成指向特性Ｐｃを合成指向特性候補から削除する。さらに、残りの合成指向特性候補Ｐａ，Ｐｂに係るＰＥＲの平均値が所定のしきい値ＰＥＲ１未満のとき、１パケット毎に、合成指向特性を合成指向特性Ｐａ，Ｐｂの間で変化させながら、各合成指向特性について、所定のパケット数Ｐ２個だけＰＥＲを記憶する。そして、合成指向特性Ｐａ，Ｐｂ毎に、記憶されたＰ２個のＰＥＲの平均値を算出する。ここで、合成指向特性Ｐａに係るＰＥＲの平均値が合成指向特性Ｐｂに係るＰＥＲの平均値より大きいとき、合成指向特性Ｐｂが選択され、合成指向特性選択処理を終了する。
　次に、図４の定常状態における受信処理において、可変指向性アンテナ装置１０が合成指向特性Ｐｂを有するように、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各指向特性を制御したときに、基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）を算出する。そして、電波伝搬環境の変化などによって無線信号の信号品質レベルが低下し、所定のパケット数Ｐｅｃ個だけ連続して、ＰＥＲが所定のしきい値ＰＥＲ２より小さくなったとき、定常状態における受信処理を終了する。ここで、基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）と、最新のＰｅｃ個のデータパケットにおけるＲＳＳＩの平均値ＲＳＳＩｂとの差の大きさが所定のしきい値ΔＲｃ未満のときは、弱電界グループに含まれ、現在選択されている合成指向特性Ｐｂ以外の合成指向特性Ｐａ，Ｐｃが合成指向特性候補に設定される。さらに、合成指向特性選択処理によって、合成指向特性候補Ｐａ，Ｐｃから合成指向特性を選択し直す。
　本実施形態に係る無線通信装置１によれば、合成指向特性選択処理において選択された合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御する定常状態における受信処理において、データパケット受信時の無線受信信号の信号品質レベルであるＰＥＲに基づいて、無線受信信号の品質レベルが所定のレベル以下まで低下したか否かを判断する。従って、特許文献１に記載のアンテナ指向性制御システムとは異なり、定常状態において電波伝搬環境の変化を検出するための計測信号の送受信及びアンテナ制御を行う必要が無く、スループットの低下を回避できる。さらに、無線受信信号の品質レベルが所定のレベルに低下したときにのみ、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性を変化させるように制御するので、特許文献２に記載のアンテナ選択ダイバーシチ装置に比較とは異なり、電波伝搬環境の変化を検出するためのアンテナ制御を行う必要が無く、スループットの低下を回避できる。従って、本実施形態に係る無線通信装置１によれば、従来技術に比較して、電波伝搬環境が変動するときにもデータ信号を高速かつ安定して送受信できる。
　また、本実施形態に係る無線通信装置１によれば、コントローラ２は、基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）と最新のＲＳＳＩとの差の大きさが所定のしきい値ΔＲｃ以上のときは、合成指向特性グループ選択処理（ステップＳ２）と、第１の候補設定処理（ステップＳ３）と、合成指向特性選択処理（ステップＳ４）とを実行することにより別の合成指向特性を選択し、上記差の大きさが所定のしきい値ΔＲｃ未満のときは、第２の候補設定処理（ステップＳ１７）と、合成指向特性選択処理（ステップＳ４）とを実行することにより別の合成指向特性を選択する。従って、上記差の大きさが所定のしきい値ΔＲｃ未満のときは、合成指向特性グループ選択処理は行われないので、従来技術に比較して、現在の電波伝搬環境において最適な合成指向特性の選択に必要な時間を短縮でき、電波伝搬環境の変動に対してより早く追随する。
　さらに、本実施形態によれば、１つの可変指向性アンテナ素子で複数の指向特性を実現できるので、従来技術に比較して、ＭＩＭＯ伝送方式の無線通信装置を小型化できる。
第１の実施形態の第１の変形例．
　図８は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る合成指向特性選択処理Ｓ４Ａを示すフローチャートである。第１の変形例は、上記第１の実施形態に比較して、図１のコントローラ２によって実行される合成指向特性選択処理Ｓ４（図６）を、合成指向特性選択処理Ｓ４Ａに置き換えたものである。
　図８において、始めに、ステップＳ３２において、合成指向特性候補の中から最初の候補を選択し、ステップＳ３３において、可変指向性アンテナ装置１０が選択された合成指向特性候補を有するように、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性を制御する。次に、ステップＳ３１において、パケット数Ｐにゼロを代入する。そして、ステップＳ３４において、データパケットを受信し、ステップＳ３５において、ベースバンド処理回路６から入力されたＳＮＲに基づいてＰＥＲを算出し、記憶する。さらに、ステップＳ３８においてパケット数Ｐに１を加算し、ステップＳ３９においてパケット数Ｐが所定のパケット数Ｐ２以上か否かが判断される。ステップＳ３９においてＮＯのときはステップＳ３４に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ３６に進む。また、ステップＳ３６では、現在選択されている合成指向特性が最後の合成指向特性候補であるか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ３７に進んで次の合成指向特性候補を選択し、ステップＳ３３に戻る。一方、ステップＳ３６においてＹＥＳのときは、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０以降は、図６の合成指向特性選択処理Ｓ４におけるステップＳ４０～Ｓ４７と同じ処理を行う。
　第１の変形例は、上述の第１の実施形態と同様の効果を奏する。
第１の実施形態の第２の変形例．
　図９は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る合成指向特性選択処理Ｓ４Ａを示すフローチャートである。第２の変形例は、上記第１の実施形態に比較して、図１のコントローラ２によって実行される合成指向特性選択処理Ｓ４（図６）を、合成指向特性選択処理Ｓ４Ｂに置き換えたものである。
　図９において、まず、図６の合成指向特性選択処理Ｓ４と同様に、ステップＳ３１～Ｓ４０の処理を行う。そして、ステップＳ４０に引き続き、ステップＳ４９において、ＰＥＲの平均値が最も小さい合成指向特性候補を選択し、ステップＳ４４において、合成指向特性を選択できたか否かを示すフラグＩＦに１を代入して図４の指向特性制御処理に戻る。
　第２の変形例に係る合成指向特性選択処理Ｓ４Ｂは、第１の実施形態に係る合成指向特性選択処理Ｓ４に比較して、ステップＳ４１～Ｓ４８を、ステップＳ４４，Ｓ４９に置き換えたので、合成指向特性候補を早く、確実に選択できる。さらに、合成指向特性候補を必ず選択できるので、図４のステップＳ５における判断処理を省略できる。
第１の実施形態の第３の変形例．
　図１０は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る合成指向特性選択処理Ｓ４Ａを示すフローチャートである。第３の変形例は、第２の変形例に比較して、図１のコントローラ２によって実行される合成指向特性選択処理Ｓ４Ｂ（図９）を、合成指向特性選択処理Ｓ４Ｃに置き換えたものである。
　図１０において、第１の変形例に係る合成指向特性選択処理Ｓ４Ａ（図８）と同様に、始めに、ステップＳ３２において、合成指向特性候補の中から最初の候補を選択し、ステップＳ３３において、可変指向性アンテナ装置１０が選択された合成指向特性候補を有するように、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性を制御する。次に、ステップＳ３１において、パケット数Ｐにゼロを代入する。そして、ステップＳ３４において、データパケットを受信し、ステップＳ３５において、ベースバンド処理回路６から入力されたＳＮＲに基づいてＰＥＲを算出し、記憶する。さらに、ステップＳ３８においてパケット数Ｐに１を加算し、ステップＳ３９においてパケット数Ｐが所定のパケット数Ｐ２以上か否かが判断される。ステップＳ３９においてＮＯのときはステップＳ３４に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ３６に進む。また、ステップＳ３６では、現在選択されている合成指向特性が最後の合成指向特性候補であるか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ３７に進んで次の合成指向特性候補を選択し、ステップＳ３３に戻る。一方、ステップＳ３６においてＹＥＳのときは、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０において、記憶されたＰＥＲに基づいて、合成指向特性候補毎に、記憶されたＰ２個のＰＥＲの平均値を算出する。
　そして、第２の変形例に係る合成指向特性選択処理Ｓ４Ｂ（図９）と同様に、ステップＳ４０に引き続き、ステップＳ４９において、ＰＥＲの平均値が最も小さい合成指向特性候補を選択し、ステップＳ４４において、合成指向特性を選択できたか否かを示すフラグＩＦに１を代入して図４の指向特性制御処理に戻る。
　第３の変形例は、第２の変形例と同様の効果を奏する。
第２の実施形態．
　図１１は、本発明の第２の実施形態に係る指向特性制御処理を示すフローチャートである。本実施形態に係る指向特性制御処理は、第１の実施形態に係る指向特性制御処理（図４参照。）に比較して、定常状態における受信処理中に第２のパラメータであるＰＥＲに代えて可変指向性アンテナ装置１０によって受信された無線信号の品質レベルである第３のパラメータであるＰＨＹレートを測定したことを特徴としている。具体的には、図１１の合成指向特性選択処理は、図４の合成指向特性処理のステップＳ１０及びＳ１２の各処理をステップＳ１０Ａ及びステップＳ１２Ａの各処理にそれぞれ置き換えたものである。
　本実施形態において、ベースバンド処理回路６は、データパケットの受信時に、各ベースバンド信号に係るパケットの物理伝送速度（以下、ＰＨＹレートという。）を算出し、各ＰＨＹレートの平均値を算出してコントローラ２に出力する。例えば、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，　Ｉｎｃ．）によって規格化されているＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮシステムでは、パケットを送信する端末が、過去の伝送状況に応じてパケットのＰＨＹレートを決定して送信する。このとき、パケットを受信する端末は、受信信号を正しく復調するために当該パケットのＰＨＹレート、すなわち、変調方式及び符号化率の情報を必要とする。このため、パケットを送信する端末は当該パケットの先頭部にあるシグナル領域にパケットのＰＨＹレートに関する情報を付加し、受信する端末が信号を復調できるようにしている。ベースバンド処理回路６は、パケット受信信号のシグナル領域を処理することにより各ベースバンド信号に係るＰＨＹレートを算出する。コントローラ２は、ステップＳ１０Ａにおいて、ベースバンド処理回路６から入力されたＲＳＳＩ及びＰＨＹレートを記憶する。そして、ステップＳ１２Ａにおいて、最新のＰＨＹレートが所定のしきい値ＰＨＹ１より大きいか否かが判断される。
　本実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
第２の実施形態の第１の変形例．
　図１２は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例において合成指向特性テーブルメモリ２ｍに格納された合成指向特性分類情報を示す概念図である。第１及び第２の実施形態において、合成指向特性テーブルメモリ２ｍは、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性分類情報を、当該合成指向特性分類情報を含むテーブル形式で記憶した。本変形例では、図１２に示すように、合成指向特性テーブルメモリ２ｍは、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性分類情報を、当該合成指向特性分類情報を含む３階層のツリー形式で記憶する。本変形例は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果を奏する。
第３の実施形態．
　図１３は、本発明の第３の実施形態において合成指向特性テーブルメモリ２ｍに格納された合成指向特性分類情報を示す概念図である。また、図１４及び図１５は、本発明の第３の実施形態に係る指向特性制御処理を示すフローチャートである。本実施形態は、第２の実施形態に比較して、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性分類情報を、当該合成指向特性分類情報を含む４階層のツリー形式で記憶したことを特徴としている。
　図１３に示すように、合成指向特性テーブルメモリ２ｍは、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性分類情報を、当該合成指向特性分類情報を含む４階層のツリー形式で記憶する。図１３において、合成指向特性Ｐａ～Ｐｐは、合成指向特性Ｐａ～Ｐｈを含むグループＡ及び合成指向特性Ｐｉ～Ｐｐを含むグループＢに分類される。また、グループＡに含まれる合成指向特性Ｐａ～Ｐｈは、合成指向特性Ｐａ～Ｐｄを含むサブグループＡ１及び合成指向特性Ｐｅ～Ｐｈを含むサブグループＡ２に分類される。さらに、グループＢに含まれる合成指向特性Ｐｉ～Ｐｐは、合成指向特性Ｐｉ～Ｐｌを含むサブグループＢ１及び合成指向特性Ｐｍ～Ｐｐを含むサブグループＢ２に分類される。ここで、合成指向特性Ｐａは第１の初期合成指向特性であり、合成指向特性Ｐｈ及びＰｐは第２の初期合成指向特性である。
　なお、本実施形態において、ベースバンド処理回路６は、データパケットの受信時に、各ＡＧＣ回路から出力される制御電圧である各ＡＧＣ電圧に基づいて、可変指向性アンテナ素子４－１を用いて受信された無線信号のベースバンド信号に係るＲＳＳＩ１及び可変指向性アンテナ素子４－２を用いて受信された無線信号のベースバンド信号に係るＲＳＳＩ２を算出してコントローラ２に出力する。
　図１４のステップＳ１において、ＭＡＣ処理回路７からパケット通信開始通知信号を受信したか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２Ａの合成指向特性グループ選択処理に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１に戻る。
　ステップＳ２Ａの合成指向特性グループ選択処理は、図５の合成指向特性グループ選択処理において、ステップＳ２１における「初期合成指向特性Ｐａ」を「第１の初期合成指向特性Ｐａ」に置き換え、ステップＳ２７における「ＲＳＳＩ」を「ＲＳＳＩ１」に置き換え、ステップＳ２９における「弱電界グループ」を「グループＡ」に置き換え、ステップＳ３０における「強電界グループ」を「グループＢ」に置き換えたものである。すなわち、合成指向特性グループ選択処理によって、ＲＳＳＩ１に基づいてグループＡ又はグループＢが選択される。
　次に、ステップＳ２Ｂにおける合成指向特性サブグループ選択処理が実行される。合成指向特性サブグループ選択処理では、ステップＳ２Ａの合成指向特性グループ選択処理と同様に、ＲＳＳＩ２に基づいてステップＳ２Ａにおいて選択されたグループ内のサブグループが選択される。例えば、ステップＳ２ＡにおいてグループＡが選択されたときは、第２の初期合成指向特性Ｐｈを用いてＲＳＳＩ２に基づいてサブグループＡ１又はＡ２が選択される。また、ステップＳ２ＡにおいてグループＢが選択されたときは、第２の初期合成指向特性Ｐｐを用いてＲＳＳＩ２に基づいてサブグループＢ１又はＢ２が選択される。
　次に、ステップＳ３Ａの第１の候補設定処理において、合成指向特性テーブルメモリ２ｍを参照して、合成指向特性サブグループ選択処理によって選択されたサブグループに含まれるすべての合成指向特性を、合成指向特性候補に設定し、ステップＳ４の合成指向特性選択処理に進む。ステップＳ４の合成指向特性選択処理では、第１及び第２の実施形態と同様に、合成指向特性候補の中から１つの合成指向特性が選択され、もしくは選択されない。
　ステップＳ４に引き続き、ステップＳ５において、フラグＩＦが１であるか否か（すなわち、合成指向特性を選択できたか否か）が判断され、ＮＯのときはステップＳ２Ｂの合成指向特性サブグループ選択処理に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ６に進む。
　ステップＳ６において、可変指向性アンテナ装置１０が選択された合成指向特性を有するように、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各指向特性を制御し、ステップＳ７の基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩ１ｒ、ＲＳＳＩ２ｒ）算出処理に進む。ステップＳ７において、図７の基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）算出処理と同様に、直前のＰ３個のパケットのＲＳＳＩ１の平均値である基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩ１ｒ）及び直前のＰ３個のパケットのＲＳＳＩ２の平均値である基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩ２ｒ）が算出される。
　引き続き、ステップＳ８においてパケット数Ｐｅにゼロを代入し、ステップＳ９においてデータパケットを受信する。次に、ステップＳ１０Ｂにおいて、ベースバンド処理回路６から入力されたＲＳＳＩ１、ＲＳＳＩ２及びＰＨＹレートを記憶し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１において、ＭＡＣ処理回路７からパケット通信終了通知信号を受信したか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１２Ａに進む。ステップＳ１２Ａにおいて、最新のＰＨＹレートが所定のしきい値ＰＨＹ１より大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８に戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１３に進む。そして、ステップＳ１３において、パケット数Ｐｅに１を加算しステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、パケット数Ｐｅが所定のしきい値Ｐｅｃ以上か否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ９に戻る一方、ＹＥＳのときはステップＳ１５Ａに進む。
　ステップＳ１５Ａにおいて、最新のＰｅｃ個のパケットにおけるＲＳＳＩ２の平均値ＲＳＳＩ２ｂが算出され、ステップＳ１６Ａに進む。そして、ステップＳ１６Ａにおいて、ＲＳＳＩ２の平均値ＲＳＳＩ２ｂと、定常状態における基準ＲＳＳＩ２ｒとの間の差の大きさが所定のしきい値ΔＲ２ｃ以上か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１６Ｂに進む一方、ＮＯのときはステップＳ１７Ａに進む。ステップＳ１７Ａの第２の候補設定処理において、合成指向特性テーブルメモリ２ｍを参照して、現在選択されているサブグループに含まれ選択されている合成指向特性以外の合成指向特性を、合成指向特性候補に設定して、ステップＳ４に戻る。
　ステップＳ１６Ｂでは、最新のＰｅｃ個のパケットにおけるＲＳＳＩ１の平均値ＲＳＳＩ１ｂが算出され、算出された平均値ＲＳＳＩ１ｂと、定常状態における基準ＲＳＳＩ１ｒとの間の差の大きさが所定のしきい値ΔＲ１ｃ以上か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２Ａに戻る一方、ＮＯのときはステップＳ２Ｂに戻る。
　本実施形態によれば、第２の実施形態に比較して多くの合成指向特性Ｐａ～Ｐｐの中から効率的に合成指向特性を選択できる。なお、本実施形態において、可変指向性アンテナ装置１０の合成指向特性分類情報を、当該合成指向特性分類情報を含む４階層のツリー形式で記憶したが、本発明はこれに限られず、５階層以上の複数階層のツリー形式で記憶してもよい。
　なお、上記各実施形態及び各変形例において、図４、図１１及び図１５のステップＳ１４におけるパケット数の所定のしきい値Ｐｅｃ、図５のステップＳ２６における所定のパケット数Ｐ１、図６，図８～図１０のステップＳ３９における所定のパケット数Ｐ２及び図７のステップＳ５５における所定のパケット数Ｐ３はそれぞれ、例えば、ＲＳＳＩの平均値を適正に算出するために必要な期間に対応するパケット数に設定される。好ましくは、図４、図１１及び図１５のステップＳ１４におけるパケット数の所定のしきい値Ｐｅｃと図７のステップＳ５５における所定のパケット数Ｐ３は同じ値を有する。また、図４のステップＳ１２におけるＰＥＲの所定のしきい値ＰＥＲ２、図１１及び図１５のステップＳ１２ＡにおけるＰＨＹレートのしきい値ＰＨＹ１、及び図６，図８のステップＳ４５におけるＰＥＲの所定のしきい値ＰＥＲ１はそれぞれ、例えば、所定の無線通信規格によって要求されるＰＥＲの最大値などの、所定の無線通信品質に基づいて設定される。
　また、上記各実施形態及び各変形例において、図４、図１１及び図１５のステップＳ１４を、ステップＳ７の終了後からの経過時間がＲＳＳＩの平均値を適正に算出するために必要な時間（以下、時間Ｔｒｓｓｉという。）以上か否かを判断するステップに置き換えてもよく、図５のステップＳ２６を、ステップＳ２１の終了後からの経過時間がＴｒｓｓｉ以上か否かを判断するステップに置き換えてもよく、図６，図８～図１０のステップＳ３９を、合成指向特性選択処理の開始からの経過時間がＴｒｓｓｉ以上か否かを判断するステップに置き換えてもよく、図７のステップＳ５５を、基準ＲＳＳＩ（ＲＳＳＩｒ）算出処理の開始からの経過時間がＴｒｓｓｉ以上か否かを判断するステップに置き換えてもよい。この場合、無線通信装置は、上記経過時間の測定のためのタイマ回路をさらに備える。
　また、上記各実施形態及び各変形例において、図５のステップＳ２８における、弱電界グループと強電界グループ（図２及び図３参照）との間でいずれを選択するかを決定するために用いられるＲＳＳＩの所定のしきい値Ｒｐ及び図４及び図１１のステップＳ１６における所定のしきい値ΔＲｃは、例えば、各合成指向特性Ｐａ～Ｐｆを有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御したときに、所定の無線通信品質（例えば、所定のＰＥＲ）を得るために必要な各ＲＳＳＩに基づいて設定される。例えば、弱電界グループと強電界グループ（図３参照）との間でいずれを選択するかを決定するために用いられるＲＳＳＩの所定のしきい値Ｒｐを、合成指向特性Ｐｂを有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御したときに所定のＰＥＲを得るために必要なＲＳＳＩに設定してもよい。また、図４及び図１１のステップＳ１６における所定のしきい値ΔＲｃ、図１４のステップＳ１６Ａにおける所定のしきい値ΔＲ２ｃ及び図１４のステップＳ１６Ｂにおける所定のしきい値ΔＲ１ｃを、合成指向特性Ｐｂを有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御したときに所定のＰＥＲを得るために必要なＲＳＳＩと、合成指向特性Ｐａを有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御したときに所定のＰＥＲを得るために必要なＲＳＳＩとの差の値に設定してもよい。
　またさらに、上記各実施形態及び各変形例において、合成指向特性テーブルメモリ２ｍは、２つの合成指向特性グループの合成指向特性を記憶したが、本発明はこれに限られず、３つ以上の複数の合成指向特性グループの合成指向特性を記憶してもよい。
　また、上記各実施形態及び各変形例において、ＭＡＣ処理回路７がパケット通信開始通知信号及びパケット通信終了開始通知信号を発生してコントローラ２に出力した。しかしながら、本発明はこれに限らず。例えば、高周波処理回路５－１～５－Ｎ、ベースバンド処理回路６又はさらに上位層のプロトコル処理回路（図示しない）が、パケット通信開始通知信号及びパケット通信終了開始通知信号を発生してコントローラ２に出力してもよい。
　さらに、上記各実施形態及び各変形例において、ベースバンド処理回路６がＲＳＳＩを算出してコントローラ２に出力した。しかしながら、本発明はこれに限らず、例えば、高周波処理回路５－１～５－Ｎが各ベースバンド信号の電力レベルに基づいてＲＳＳＩを算出した後、コントローラ２に出力し、コントローラ２が入力される各ＲＳＳＩの平均値を算出して、図４及び図１１の各指向特性制御処理に用いてもよい。
　またさらに、コントローラ２、合成指向特性テーブルメモリ２ｍ及び指向性コントローラ３－１～３－Ｎをそれぞれ、ハードウェア又はソフトウェアのいずれで実現してもよい。また、可変指向性アンテナ装置１０は、上記各実施形態における構成に限られず、合成指向特性を変化できる構成を有していればよい。例えば、可変指向性アンテナ装置１０は、１つの可変指向性アンテナ素子のみを含んでもよい。
　上記各実施形態及び各変形例において、指向性コントローラ３－１～３－Ｎはそれぞれ、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎに接続されたリアクタンス素子を含み、コントローラ２からの制御信号に基づいて当該リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各電気長を変化して、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性を制御した。しかしながら、本発明はこれに限らず、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎはそれぞれ、給電アンテナ素子と無給電アンテナ素子とを備え、指向性コントローラ３－１～３－Ｎはそれぞれ、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの各無給電素子にそれぞれ接続されたＰＩＮダイオードを含み、コントローラ２からの制御信号によってＰＩＮダイオードに所定のバイアス電圧を印加することにより、当該ＰＩＮダイオードに接続された無給電素子を反射器として動作させることで、可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性を制御してもよい。
　また、図５の合成指向特性グループ選択処理において、合成指向特性Ｐａ～Ｐｆのうち、最も無指向に近い初期合成指向特性Ｐａを有するように、可変指向性アンテナ装置１０の可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性を制御したときにＲＳＳＩを測定し、測定されたＲＳＳＩに基づいて弱電界グループ又は強電界グループのいずれかを選択した。しかしながら、本発明はこれに限らず、初期合成指向特性Ｐａに代えて、ＲＳＳＩの測定に適した、実質的に無指向である合成指向特性を用いてもよい。また、初期合成指向特性Ｐａに代えて、合成指向特性テーブルに含まれない、実質的に無指向である他の合成指向特性を用いてもよい。
　さらに、上記第１の実施形態及び各変形例において、第１のパラメータを用いて合成指向特性グループ選択処理（図５参照。）を行うことにより弱電界グループ及び強電界グループの内の１つのグループを選択した。そして、第２のパラメータを用いて合成指向特性選択処理（図６，図８，図９及び図１０参照。）を行うことにより、選択されたグループに含まれる合成指向特性の中から１つの合成指向特性を選択した。さらに、定常状態における受信処理（図４及び図１１参照。）では、第３のパラメータを用いて無線信号の品質レベルが所定の品質レベル以下に低下したことを検出した。ここで、第１の実施形態では第１、第２及び第３のパラメータはそれぞれＲＳＳＩ、ＰＥＲ及びＰＥＲであり、第２の実施形態では第１、第２及び第３のパラメータはそれぞれＲＳＳＩ、ＰＥＲ及びＰＨＹレートであった。しかしながら、本発明はこれに限られず、第１乃至第３のパラメータは、可変指向性アンテナ装置１０によって受信された無線信号の品質レベルをそれぞれ示し、かつ第１のパラメータと第２のパラメータとが互いに異なればよい。また、第２のパラメータと第３のパラメータとは互いに同一であっても、異なっていてもよい。例えば、ベースバンド処理回路６において各ＡＧＣ回路から出力される制御電圧である各ＡＧＣ電圧の平均値などの、可変指向性アンテナ装置１０によって受信された無線信号の信号レベルを示す値、ＳＮＲ、ビットエラーレート（Bit Error Rate:BER）、シンボル誤り率（Symbol Error Rate:SER）又は、ＭＩＭＯ通信システムにおけるチャンネル間相関、アンテナ間相関若しくは相関行列の固有値などの、可変指向性アンテナ装置１０によって受信された無線信号の信号品質レベルを示す値の中から、第１及び第２のパラメータが互いに異なるように、第１乃至第３のパラメータを選択すればよい。
　またさらに、上記各実施形態及び各変形例において、可変指向性アンテナ装置１０によって受信された無線信号の信号レベルを示す第１のパラメータであるＲＳＳＩに代えて、当該無線信号の品質レベルを示す、ＭＩＭＯ通信システムにおけるアンテナ間相関（チャンネル間相関ともいう。）を用いてもよい。このとき、上記無線信号の品質レベルを示す第２のパラメータはＰＥＲである。また、合成指向特性テーブルは、可変指向性アンテナ装置１０各合成指向特性毎に、各可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性のデータ及び上記第１のパラメータを用いて設定される複数の合成指向特性グループのうち当該合成指向特性が含まれる合成指向特性グループのデータを含む。ここで、上記複数の合成指向特性グループは、上記第１のパラメータを測定するための所定の合成指向特性を含む第１の合成指向特性グループと、上記所定の合成指向特性より指向性が小さい合成指向特性を含む第１の合成指向特性グループと、上記所定の合成指向特性より指向性が大きい合成指向特性を含む第３の合成指向特性グループとを含む。さらに、コントローラ２は、合成指向特性グループ選択処理において、上記所定の合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置１０を制御したときにアンテナ間相関を測定する。そして、コントローラ２は、測定された第１のパラメータが所定のしきい値より大きいときには、第２の合成指向特性グループを選択することによりアンテナ間相関を小さくするように制御し、測定された第１のパラメータが所定のしきい値以下のときには、第３の合成指向特性グループを選択することにより、より大きい受信電力を確保するように制御する。
　また、第２の実施形態において、ステップＳ４の合成指向特性選択処理を第１の実施形態の第１乃至第３の変形例に係る合成指向特性選択処理に置き換えてもよい。
　さらに、上記第１の実施形態において、合成指向特性テーブルメモリ２ｍは、各合成指向特性毎に、各可変指向性アンテナ素子４－１～４－Ｎの指向特性のデータ及びＲＳＳＩを用いて設定される複数の合成指向特性グループ（強電界グループと弱電界グループである。）のうち当該合成指向特性が含まれる合成指向特性グループのデータである合成指向特性分類情報を予め記憶した。しかしながら、本発明はこれに限られず、合成指向特性テーブルメモリ２ｍは、各合成指向特性を可変指向性アンテナ装置に１０よって受信された無線信号の品質レベルを示す第１のパラメータを用いて設定される複数の合成指向特性グループに分類した合成指向特性分類情報を予め記憶すればよい。
　以上詳述したように、本発明に係る無線通信装置によれば、各合成指向特性を可変指向性アンテナ装置によって受信された無線信号の品質レベルを示す第１のパラメータを用いて設定される複数の合成指向特性グループに分類した合成指向特性分類情報を予め記憶する記憶手段と、第１のパラメータ、及び無線信号の品質レベルを示しかつ第１のパラメータとは異なる第２のパラメータに基づいて、複数の合成指向特性の中から１つの合成指向特性を選択し、当該選択された合成指向特性を有するように可変指向性アンテナ装置の合成指向特性を制御する制御手段とを備える。従って、電波伝搬環境が変動するときにも、従来技術に比較してデータ信号を高速かつ安定して送受信できる。
　本発明に係る無線通信装置は、例えば、ＭＩＭＯ伝送方式を利用してＡＶストリームデータなどの大容量のデータ信号を転送する無線通信機器などに利用できる。
１…無線通信装置、
２…コントローラ、
２ｍ…合成指向特性テーブルメモリ、
３－１，３－２，…，３－Ｎ…指向性コントローラ、
４－１，４－２，…，４－Ｎ…可変指向性アンテナ素子、
５－１，５－２，…，５－Ｎ…高周波処理回路、
６…ベースバンド処理回路、
７…ＭＡＣ処理回路、
１０…可変指向性アンテナ装置。

Claims (9)

  1. 　少なくとも１つの可変指向性アンテナ素子を備え、上記少なくとも１つの可変指向性アンテナ素子の各指向特性を重ね合わせた複数の合成指向特性を有する可変指向性アンテナ装置と、
    　上記各合成指向特性を上記可変指向性アンテナ装置によって受信された無線信号の品質レベルを示す第１のパラメータを用いて設定される複数の合成指向特性グループに分類した合成指向特性分類情報を予め記憶する記憶手段と、
    　上記第１のパラメータ、及び上記無線信号の品質レベルを示しかつ上記第１のパラメータとは異なる第２のパラメータに基づいて、上記複数の合成指向特性の中から１つの合成指向特性を選択し、当該選択された合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置の合成指向特性を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
  2. 　上記制御手段は、
    （ａ）上記複数の合成指向特性のうちの所定の１つの合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御したときに、上記第１のパラメータを測定し、上記測定された第１のパラメータに基づいて、上記合成指向特性分類情報を参照して、上記複数の合成指向特性グループの中から１つの合成指向特性グループを選択し、
    （ｂ）上記選択された合成指向特性グループに含まれる各合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御したときに、当該各合成指向特性に関する上記第２のパラメータをそれぞれ測定し、上記測定された各第２のパラメータに基づいて、上記選択された合成指向特性グループに含まれる合成指向特性の中から１つの合成指向特性を選択し、
    （ｃ）上記選択された合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  3. 　上記制御手段は、上記選択された合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御したときに、上記無線信号の品質レベルを示す第３のパラメータを測定し、上記測定された第３のパラメータが所定の第１のしきい値以下か否かを判断し、上記測定された第３のパラメータが上記第１のしきい値以下であることを検出したときに、上記選択された合成指向特性とは別の合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
  4. 　上記制御手段は、上記測定された第３のパラメータが上記第１のしきい値以下であるとことを、所定のしきい値回数だけ連続して検出したときに、上記選択された合成指向特性とは別の合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御することを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
  5. 　上記制御手段は、上記選択された合成指向特性を有するように上記可変指向性アンテナ装置を制御したときに、上記第１のパラメータを測定し、当該制御の開始直後に測定された第１のパラメータに基づいて基準の第１のパラメータを算出し、上記検出の直前に測定された第１のパラメータに基づいて最新の第１のパラメータを算出し、上記算出された基準の第１のパラメータと最新の第１のパラメータとの間の差の大きさが所定の第２のしきい値以上のときは、全ての上記複数の合成指向特性の中から上記別の合成指向特性を選択し、上記算出された基準の第１のパラメータと最新の第１のパラメータとの間の差の大きさが所定の第２のしきい値未満のときは、上記選択された合成指向特性グループに含まれかつ上記選択された合成指向特性以外の合成指向特性の中から上記別の合成指向特性を選択することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
  6. 　上記第３のパラメータは上記第２のパラメータと同一であることを特徴とする請求項２から請求項５までのうちの１つの請求項記載の無線通信装置。
  7. 　上記所定の１つの合成指向特性は実質的に無指向であることを特徴とする請求項１から請求項６までのうちの１つの請求項記載の無線通信装置。
  8. 　上記第１のパラメータは上記無線信号の受信信号レベルを示すことを特徴とする請求項１から請求項７までのうちの１つの請求項記載の無線通信装置。
  9. 　上記合成指向特性分類情報は、上記各合成指向特性毎に、上記各可変指向性アンテナ素子の指向特性のデータ及び上記複数の合成指向特性グループのうち当該合成指向特性が含まれる合成指向特性グループのデータを含むことを特徴とする請求項１から請求項８までのうちの１つの請求項記載の無線通信装置。
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