特許 5793096 無線通信端末、インピーダンス制御方法およびインピーダンス制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5793096

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】無線通信端末、インピーダンス制御方法およびインピーダンス制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/04 20060101AFI20150928BHJP

   H04B 1/40 20150101ALI20150928BHJP

【ＦＩ】

   H04B1/04 B

   H04B1/40

【請求項の数】18

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-47217(P2012-47217)

(22)【出願日】2012年3月2日

(65)【公開番号】特開2013-183377(P2013-183377A)

(43)【公開日】2013年9月12日

【審査請求日】2014年7月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114258

【弁理士】

【氏名又は名称】福地 武雄

(74)【代理人】

【識別番号】100125391

【弁理士】

【氏名又は名称】白川 洋一

(72)【発明者】

【氏名】菅野 一生

(72)【発明者】

【氏名】天野 良晃

【審査官】 野元 久道

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２７０３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８７３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５３０９５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １／０４

Ｈ０４Ｂ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のアンテナを有し、周波数分割複信方式で無線通信可能な無線通信端末であって、
自機の送受信品質情報を取得する送受信品質情報取得部と、
前記取得された送受信品質情報のうちの送信品質情報に基づいて、第１のアンテナ群のインピーダンスを制御するとともに、前記取得された送受信品質情報のうちの受信品質情報に基づいて、前記第１のアンテナ群に属さないアンテナで構成される第２のアンテナ群のインピーダンスを制御するインピーダンス制御部と、を備えることを特徴とする無線通信端末。

【請求項2】

前記インピーダンス制御部は、前記第１のアンテナ群のインピーダンスを固定した状態で、前記第２のアンテナ群のインピーダンスを設定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。

【請求項3】

前記インピーダンス制御部は、前記第１および第２のアンテナ群のインピーダンスを固定し、
前記送受信品質情報取得部は、前記インピーダンスの固定後、自機の送受信品質情報の変化量を時間間隔をおきながら取得し、
前記インピーダンス制御部は、前記時間間隔をおきながら取得された送受信品質情報のうち、前記送信品質情報の変化量が第１の閾値を超えた場合は前記第１のアンテナ群のインピーダンスを再度制御し、前記取得された送受信品質情報のうち、前記受信品質情報の変化量が第２の閾値を超えた場合は前記第２のアンテナ群のインピーダンスを再度制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線通信端末。

【請求項4】

前記送受信品質情報取得部は、広帯域チャネル品質情報（Ｗｉｄｅｂａｎｄ ＣＱＩ）と周波数利用効率とを対応付ける変換テーブルにより、前記送受信品質情報として基地局の送信コードワード毎に規定される広帯域チャネル品質情報（Ｗｉｄｅｂａｎｄ ＣＱＩ）に対応する周波数利用効率を取得し、
前記インピーダンス制御部は、前記取得された周波数利用効率に基づいて前記第２のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項5】

前記送受信品質情報取得部は、前記送受信品質情報として前記第１のアンテナ群に属するアンテナの送信電力値を取得し、
前記インピーダンス制御部は、前記第１のアンテナ群に属するアンテナの送信電力値に基づいて前記第１のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項6】

前記インピーダンス制御部は、前記第１のアンテナ群に属するアンテナの送信電力値として、上りリンク制御チャネルとデータチャネルの少なくとも一方の送信電力値に基づいて前記第１のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴とする請求項５に記載の無線通信端末。

【請求項7】

前記送受信品質情報取得部は、前記送受信品質情報として前記第１または第２のアンテナ群の一方に属するアンテナの下りリンクパスロス値を取得し、
前記インピーダンス制御部は、前記取得された下りリンクパスロス値に基づいて前記一方のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項8】

前記送受信品質情報取得部は、前記送受信品質情報として前記第１または第２のアンテナ群の一方に属するアンテナのＲＳＲＰ値またはＲＳＳＩ値を取得し、
前記インピーダンス制御部は、前記取得されたＲＳＲＰ値またはＲＳＳＩ値に基づいて前記第２のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項9】

前記送受信品質情報取得部は、前記送受信品質情報として前記第１のアンテナ群に属するアンテナの下りリンクパスロス値と基地局からの送信電力制御コマンドにより指定される閉ループ制御電力増加量の定数倍との加算結果を取得し、
前記インピーダンス制御部は、前記取得された加算結果に基づいて前記アンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項10】

前記送受信品質情報取得部は、前記定数倍の定数として上りリンク制御チャネルとデータチャネルとで異なる値を用いて前記加算結果を取得することを特徴とする請求項９記載の無線通信端末。

【請求項11】

前記インピーダンス制御部は、前記取得された送受信品質情報のうち第１の送信品質情報に基づいて前記第１のアンテナ群に属するアンテナの制御可能なインピーダンスの中から第１の候補を抽出し、前記取得された送受信品質情報のうち第２の送信品質情報に基づいて前記抽出された第１の候補の中からインピーダンスを決定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項12】

前記候補の抽出の際に前記第１の送受信品質情報が基準値から所定の範囲内の候補を抽出することを特徴とする請求項１１記載の無線通信端末。

【請求項13】

前記インピーダンス制御部は、前記第１のアンテナ群のインピーダンスを複数のグループに分け、前記取得された送受信品質情報のうち第１の送信品質情報に基づいて前記複数のグループから候補のグループを選択し、前記選択された候補のグループを固定して前記取得された送受信品質情報のうち第２の送信品質情報に基づいてグループ内でインピーダンスを決定することで、前記インピーダンスの候補の抽出および決定を行なうことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項14】

前記インピーダンス制御部は、前記第２の送信品質情報として、上りリンク制御チャネルおよびデータチャネルの少なくとも一方の送信電力値に基づいて前記インピーダンスを決定することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項15】

前記インピーダンス制御部は、前記第２の送信品質情報として、前記第１のアンテナ群に属するアンテナの下りリンクパスロス値と基地局からの送信電力制御コマンドにより指定される閉ループ制御電力増加量の定数倍との加算結果に基づいて前記インピーダンスを決定することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項16】

前記インピーダンス制御部は、前記第１のアンテナ群に属するアンテナの下りリンクパスロス値、ＲＳＲＰ値およびＲＳＳＩ値のいずれかに基づいて前記インピーダンスの候補を抽出することを特徴とする請求項１１から請求項１５のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項17】

複数のアンテナを有し、周波数分割複信方式で無線通信可能な無線通信端末に用いられるインピーダンス制御方法であって、
自機の送受信品質情報を取得するステップと、
前記取得された送受信品質情報のうちの送信品質情報に基づいて、第１のアンテナ群のインピーダンスを制御するとともに、前記取得された送受信品質情報のうちの受信品質情報に基づいて、前記第１のアンテナ群に属さないアンテナで構成される第２のアンテナ群のインピーダンスを制御するステップと、を含むことを特徴とするインピーダンス制御方法。

【請求項18】

複数のアンテナを有し、周波数分割複信方式で無線通信可能な無線通信端末に実装されるインピーダンス制御プログラムであって、
自機の送受信品質情報を取得する処理と、
前記取得された送受信品質情報のうちの送信品質情報に基づいて、第１のアンテナ群のインピーダンスを制御するとともに、前記取得された送受信品質情報のうちの受信品質情報に基づいて、前記第１のアンテナ群に属さないアンテナで構成される第２のアンテナ群のインピーダンスを制御する処理と、コンピュータに実行させることを特徴とするインピーダンス制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナのインピーダンスを適応的に制御する無線通信端末、インピーダンス制御方法およびインピーダンス制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話機に代表される小型の無線通信端末では、周辺の環境やユーザの利用状態により入力インピーダンスが変化するため、インピーダンスの不整合が生じ送受信特性が劣化することが知られている。そのため、端末のアンテナと送受信ＲＦ回路間にインピーダンスを動的に変化させることができる整合回路を挿入し、周囲の変化に合わせて適応的に整合をとる制御手法や回路構成が多く考案されている。

【0003】

例えば特許文献１に開示される無線装置は、アンテナ整合回路と送受信回路間に挿入した方向性結合器で不整合による反射電力を検出し、反射損失を最小化するようにアンテナ整合回路のインピーダンスを適応的に制御する。

【0004】

一方、特許文献２に記載される無線通信端末は、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送に対応する複数アンテナを有する端末装置において、チャネル推定を行なうことにより得られるチャネル応答からＳＩＮＲおよびアンテナ間のチャネル相関特性を取得する。そして、これらの値から予測されるスループット値、もしくは推定したチャネル行列から計算される伝送容量値が大きくなるようにアンテナのインピーダンスを制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−７３５７号公報

【特許文献2】特許第４１９８５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載されるようなインピーダンス制御方法では、方向性結合器の挿入損失が生じるため電力効率が劣化する。また、複数のアンテナを用いるＭＩＭＯ伝送に対応する端末で複数のアンテナに対し方向性結合器を挿入する場合は回路規模が大きくなる。さらに、全てのアンテナの反射損失を最小化するようにインピーダンスを制御しても、アンテナの素子間結合・アンテナ間相関の観点から、ＭＩＭＯ伝送の品質が向上するとは限らない。

【0007】

特許文献２に記載されるようなインピーダンス制御方法ではＭＩＭＯ伝送を用いる通信システムの受信特性を最適化できるが周波数分割複信方式(ＦＤＤ: Frequency Division Duplex)のように送受信で別の周波数帯域を用いる通信システムでは、アンテナの送信および受信の周波数特性が異なる場合に送信性能が劣化する可能性がある。

【0008】

この場合、基地局側での所要受信電力を満たすための送信電力が増大し、結果として端末の消費電力が増加してしまう。特許文献１記載の方法と特許文献２記載の方法とを組み合わせることで送受信双方の性能をある程度補償できるとも考えられるが、明確な制御指標が示されていない上に、方向性結合器の挿入により電力損失が生じたり、回路規模が増大したりする。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、送受信で状況が異なる場合でもアンテナのインピーダンスを適応的に設定し、余計な電力損失が生じない無線通信端末、インピーダンス制御方法およびインピーダンス制御プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）上記の目的を達成するため、本発明の無線通信端末は、複数のアンテナを有し、周波数分割複信方式で無線通信可能な無線通信端末であって、自機の送受信品質情報を取得する送受信品質情報取得部と、前記取得された送受信品質情報のうちの送信品質情報に基づいて、第１のアンテナ群のインピーダンスを制御するとともに、前記取得された送受信品質情報のうちの受信品質情報に基づいて、前記第１のアンテナ群に属さないアンテナで構成される第２のアンテナ群のインピーダンスを制御するインピーダンス制御部と、を備えることを特徴としている。

【0011】

このように本発明の無線通信端末は、複数のアンテナのインピーダンスをアンテナ群毎に別々に送信・受信いずれか一方の品質情報を指標にして制御することで、送受信で状況が異なる場合でも、送受信帯域で同時にインピーダンス不整合影響を緩和でき、送信電力を低減しかつ受信のスループットを向上させることができる。また、方向性結合器を挿入する必要がなく余計な電力損失も生じない。また、特にＭＩＭＯに適した無線通信端末を提供できる。

【0012】

（２）また、本発明の無線通信端末は、前記インピーダンス制御部が、前記第１のアンテナ群のインピーダンスを固定した状態で、前記第２のアンテナ群のインピーダンスを設定することを特徴としている。このように、第１群のアンテナのインピーダンスを設定した後、第２群のアンテナのインピーダンスを設定するため、送信電力の低減を優先しつつ、スループットも高くすることができる。

【0013】

（３）また、本発明の無線通信端末は、前記インピーダンス制御部が、前記第１および第２のアンテナ群のインピーダンスを固定し、前記送受信品質情報取得部は、前記インピーダンスの固定後、自機の送受信品質情報の変化量を時間間隔をおきながら取得し、前記インピーダンス制御部は、前記時間間隔をおきながら取得された送受信品質情報のうち、前記送信品質情報の変化量が第１の閾値を超えた場合は前記第１のアンテナ群のインピーダンスを再度制御し、前記取得された送受信品質情報のうち、前記受信品質情報の変化量が第２の閾値を超えた場合は前記第２のアンテナ群のインピーダンスを再度制御することを特徴としている。

【0014】

このように、２段階の閾値比較によりサーチトリガをアンテナ別に設定することで、状況に応じた動的なインピーダンス制御が可能になり、余計なサーチ処理を低減できる。可変容量回路切り替えにかかる消費電力を低減できかつ、送受信の安定した品質を確保できる。

【0015】

（４）また、本発明の無線通信端末は、前記送受信品質情報取得部が、広帯域チャネル品質情報（Wideband ＣＱＩ）と周波数利用効率とを対応付ける変換テーブルにより、前記送受信品質情報として基地局の送信コードワード毎に規定される広帯域チャネル品質情報（WidebandＣＱＩ）に対応する周波数利用効率を取得し、前記インピーダンス制御部は、前記取得された周波数利用効率に基づいて前記第２のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴としている。このように、広帯域チャネル品質情報に対する周波数利用効率を用いることで基地局による動的な周波数割り当ての影響を排除してインピーダンス制御をすることができる。

【0016】

（５）また、本発明の無線通信端末は、前記送受信品質情報取得部が、前記送受信品質情報として前記第１のアンテナ群に属するアンテナの送信電力値を取得し、前記インピーダンス制御部は、前記第１のアンテナ群に属するアンテナの送信電力値に基づいて前記第１のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴としている。これにより、適正なインピーダンスに制御することで送信電力値を低減できる。

【0017】

（６）また、本発明の無線通信端末は、前記インピーダンス制御部が、前記第１のアンテナ群に属するアンテナの送信電力値として、上りリンク制御チャネルとデータチャネルの少なくとも一方の送信電力値に基づいて前記第１のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴としている。これにより、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）とデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）のいずれかの送信電力値しか取得できない場合や双方のチャネルの送信電力値が基地局から別々の制御手法で制御されている場合にも対応できる。

【0018】

（７）また、本発明の無線通信端末は、前記送受信品質情報取得部が、前記送受信品質情報として前記第１または第２のアンテナ群の一方に属するアンテナの下りリンクパスロス値を取得し、前記インピーダンス制御部は、前記取得された下りリンクパスロス値に基づいて前記一方のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴としている。これにより、下りリンクパスロス値の小さいインピーダンスを選択することができる。

【0019】

（８）また、本発明の無線通信端末は、前記送受信品質情報取得部が、前記送受信品質情報として前記第１または第２のアンテナ群の一方に属するアンテナのＲＳＲＰ値またはＲＳＳＩ値を取得し、前記インピーダンス制御部は、前記取得されたＲＳＲＰ値またはＲＳＳＩ値に基づいて前記一方のアンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴としている。これにより、ＲＳＲＰ値またはＲＳＳＩ値の大きいインピーダンスを選択することができる。

【0020】

（９）また、本発明の無線通信端末は、前記送受信品質情報取得部が、前記送受信品質情報として前記第１のアンテナ群に属するアンテナの下りリンクパスロス値と基地局からの送信電力制御コマンドにより指定される閉ループ制御電力増加量の定数倍との加算結果を取得し、前記インピーダンス制御部は、前記取得された加算結果に基づいて前記アンテナ群のインピーダンスを制御することを特徴としている。これにより、送信電力値を低減させるインピーダンスを選ぶことができる。

【0021】

（１０）また、本発明の無線通信端末は、前記送受信品質情報取得部が、前記定数倍の定数として上りリンク制御チャネルとデータチャネルとで異なる値を用いて前記加算結果を取得することを特徴としている。これにより、双方のチャネルの送信電力値が基地局から別々に制御される状況下でも両チャネルの品質情報を用いて高速に適正なインピーダンスを選択できる。

【0022】

（１１）また、本発明の無線通信端末は、前記インピーダンス制御部が、前記第１または第２のアンテナ群の一方に属するアンテナの制御可能なインピーダンスの中から前記取得された送受信品質情報のうち第１の送信品質情報に基づいて第１の候補を抽出し、前記抽出された候補の中から前記取得された送受信品質情報のうち第２の送信品質情報に基づいてインピーダンスを決定することを特徴としている。これにより、該当するアンテナ群のインピーダンスを異なる観点により２段階で評価して、該当するアンテナ群のインピーダンスを適正に選択できる。

【0023】

（１２）また、本発明の無線通信端末は、前記候補の抽出の際に前記第１の送受信品質情報が基準値から所定の範囲内の候補を抽出することを特徴としている。これにより、送受信品質情報の評価結果が好ましい範囲にある候補に絞ることができ、インピーダンスを適正に選択できる。これにより、送受信品質情報の評価結果が好ましい範囲にある候補に絞ることができ、インピーダンスを適正に選択できる。

【0024】

（１３）また、本発明の無線通信端末は、前記インピーダンス制御部が、前記第１のアンテナ群のインピーダンスを複数のグループに分け、前記取得された送受信品質情報のうち第１の送信品質情報に基づいて前記複数のグループから候補のグループを選択し、前記選択された候補のグループを固定して前記取得された送受信品質情報のうち第２の送信品質情報に基づいてグループ内でインピーダンスを決定することで、前記インピーダンスの候補の抽出および決定を行なうことを特徴としている。

【0025】

これにより、インピーダンスをグループ分けし各アンテナのインピーダンスを異なる観点により２段階で評価することができる。たとえば、第１のアンテナ群に接続された可変可能な並列容量回路および直列容量回路を用いて適正な容量を決めることができる。

【0026】

（１４）また、本発明の無線通信端末は、前記インピーダンス制御部が、前記第２の送信品質情報として、上りリンク制御チャネルおよびデータチャネルの少なくとも一方の送信電力値に基づいて前記インピーダンスを決定することを特徴としている。これにより、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）とデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）のいずれかの送信電力値しか取得できない場合や双方のチャネルの送信電力値が基地局から別々の制御手法で制御されている場合にも対応できる。

【0027】

（１５）また、本発明の無線通信端末は、前記インピーダンス制御部が、前記第２の送信品質情報として、前記第１のアンテナ群に属するアンテナの下りリンクパスロス値と基地局からの送信電力制御コマンドにより指定される閉ループ制御電力増加量の定数倍との加算結果に基づいて前記インピーダンスを決定することを特徴としている。これにより、下りリンクパスロス値だけでなく、閉ループ制御電力増加量も低減するインピーダンスを選ぶことができる。

【0028】

（１６）また、本発明の無線通信端末は、前記インピーダンス制御部が、前記第１のアンテナ群に属するアンテナの下りリンクパスロス値、ＲＳＲＰ値およびＲＳＳＩ値のいずれかに基づいて前記インピーダンスの候補を抽出することを特徴としている。これにより、下りリンクパスロス値、ＲＳＲＰ値およびＲＳＳＩ値のいずれかの評価を組み合わせて段階的に適正なインピーダンスを選択できる。

【0029】

（１７）また、本発明のインピーダンス制御方法は、複数のアンテナを有し、周波数分割複信方式で無線通信可能な無線通信端末に用いられるインピーダンス制御方法であって、自機の送受信品質情報および受信品質を取得するステップと、前記取得された送受信品質情報のうちの第１の送受信品質情報に基づいて、第１のアンテナ群のインピーダンスを制御するステップと、前記取得された送受信品質情報のうちの第２の送受信品質情報に基づいて、前記第１のアンテナ群に属さないアンテナで構成される第２のアンテナ群のインピーダンスを制御するステップと、を含むことを特徴としている。

【0030】

これにより、送受信で状況が異なる場合でも送受信帯域で同時にインピーダンス不整合影響を緩和でき、送信電力を低減し、受信のスループットを向上させることができる。また、方向性結合器を挿入する必要がなく余計な電力損失も生じない。また、特にＭＩＭＯに適した無線通信端末を提供できる。

【0031】

（１８）また、本発明のインピーダンス制御プログラムは、複数のアンテナを有し、周波数分割複信方式で無線通信可能な無線通信端末に実装されるインピーダンス制御プログラムであって、自機の送受信品質情報および受信品質を取得する処理と、前記取得された送受信品質情報のうちの第１の送受信品質情報に基づいて、第１のアンテナ群のインピーダンスを制御する処理と、前記取得された送受信品質情報のうちの第２の送受信品質情報に基づいて、前記第１のアンテナ群に属さないアンテナで構成される第２のアンテナ群のインピーダンスを制御する処理と、コンピュータに実行させることを特徴としている。

【0032】

これにより、送受信で状況が異なる場合でも送受信帯域で同時にインピーダンス不整合影響を緩和でき、送信電力を低減し、受信のスループットを向上させることができる。また、方向性結合器を挿入する必要がなく余計な電力損失も生じない。また、特にＭＩＭＯに適した無線通信端末を提供できる。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、方向性結合器等を追加することなく、アンテナの送受信品質を指標にして複数アンテナのインピーダンスを適応的に制御することができる。余計な電力損失を生じさせることなく送受信帯域で同時にインピーダンス不整合影響を緩和でき、送信電力を削減できる。また、ＭＩＭＯ受信性能に優れた無線通信端末を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の無線通信端末の構成例を示すブロック図である。

【図2】本発明の無線通信端末の基本動作例を示すフローチャートである。

【図3】第１の容量サーチの処理例を示すフローチャートである（第１の実施形態）。

【図4】第２の容量サーチの処理例を示すフローチャートである（第１の実施形態）。

【図5】第１の容量サーチの処理例を示すフローチャートである（第２の実施形態）。

【図6】第１の容量サーチの処理例を示すフローチャートである（第２の実施形態）。

【図7】第１の容量サーチの処理例を示すフローチャートである（第３の実施形態）。

【発明を実施するための形態】

【0035】

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

【0036】

［第１の実施形態］
（無線通信端末の構成）
図１は、無線通信端末１００の構成例を示すブロック図である。無線通信端末１００は、周波数分割複信方式に対応し、２本のアンテナ１１０、１２０を有し、両アンテナ端にインピーダンス可変手段としてそれぞれ可変容量回路１１１、１２１が接続されている。このように、無線通信端末１００は、少なくとも１本以上のアンテナと送受信ＲＦ回路との間にインピーダンス可変手段を有している。

【0037】

また、無線通信端末１００では、アンテナ１１０（第１のアンテナ群）を送受信用アンテナとして、アンテナ１２０（第２のアンテナ群）を受信用アンテナとして用いる。すなわち、可変容量回路１１１に接続されたアンテナ１１０は周波数共用器１１３を介して送信ＲＦ回路１１４および受信ＲＦ回路１１５に接続され、可変容量回路１２１に接続されたアンテナ１２０は受信ＲＦ回路１２５に接続されている。

【0038】

また、各可変容量回路１１１、１２１は、回路内に直列および並列に接続される有限個のキャパシタを有している。このキャパシタをインピーダンス制御部１２３からの指示信号に従って切り替えることによりアンテナインピーダンスを変化させることができる。なお、キャパシタに代えて可変容量ダイオードの印加電圧を制御する等の他の構成で容量を変化させてもよい。各ＲＦ回路１１４、１１５、１２５に接続されるベースバンド信号処理回路１３０は、データの変復調、符号化、復号処理を行なう。

【0039】

送受信品質情報取得部１４０は、ベースバンド信号処理回路１３０から受けた情報に基づき端末の送受信品質情報を取得する。たとえば、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の復号の際に得られる下りリンク制御情報および端末側で計算し基地局にフィードバックする上りリンク制御情報から、可変容量回路１１１、１２１の各状態に対する送受信品質情報を抽出する。

【0040】

送受信品質情報取得部１４０は、広帯域チャネル品質情報（WidebandＣＱＩ）から対応する周波数利用効率を索引する変換テーブルを有する。そして、受信品質情報として基地局の送信コードワード毎に規定される広帯域チャネル品質情報（WidebandＣＱＩ）を取得し、これに対応する周波数利用効率の合計値を算出できる。

【0041】

インピーダンス制御部１２３は、容量値設定部１２３ａ、１２３ｂ、品質変動量取得部１２３ｃおよび容量値・品質情報記憶部１２３ｄを備えている。容量値設定部１２３ａは、送信品質情報に基づいて可変容量回路１１１の容量値を設定する（第１の容量サーチ）。すなわち、アンテナ１１０のインピーダンスを設定する。容量値設定部１２３ｂは、受信品質情報に基づいて可変容量回路１２１の容量値を設定する（第２の容量サーチ）。すなわち、アンテナ１２０のインピーダンスを設定する。

【0042】

品質変動量取得部１２３ｃは、第１、第２の容量サーチによりインピーダンスを固定した後、送受信品質情報の変化量を特定間隔で取得する。所定の時間間隔で周期的に取得することが好ましい。送信品質の変動量が閾値を超えた場合には、容量値設定部１２３ａが、アンテナ１１０の容量値のサーチを再度行ない、受信品質の変動量が閾値を超えた場合には、容量値設定部１２３ｂが、アンテナ１２０の容量値のサーチを再度行なう。

【0043】

（送受信品質情報と処理の例）
詳細は後述するが、送受信品質情報とそれに伴う処理は以下の通り様々に採用されうる。送受信品質情報取得部１４０は、送受信品質情報として、アンテナ１１０に属するアンテナの下りリンクパスロス値を取得することができる。容量値設定部１２３ａは、パスロス値を最小化する可変容量値を探索できる。

【0044】

送受信品質情報取得部１４０は、送受信品質情報として、アンテナ１１０に属するアンテナの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）値または受信信号強度（ＲＳＳＩ）値を取得することもできる。容量値設定部１２３ａは、取得された値を最大化する可変容量値を探索する。

【0045】

この場合には、送受信品質情報取得部１４０は、送受信品質情報として、アンテナ１１０に属するアンテナの下りリンクパスロス値と基地局からの送信電力制御コマンドにより指定される閉ループ制御電力増加量とを取得することもできる。

【0046】

容量値設定部１２３ａは、アンテナ１１０に属するアンテナの下りリンクパスロス値と基地局からの送信電力制御コマンドにより指定される閉ループ制御電力増加量との定数倍との加算結果を用い、加算結果を最小化する可変容量値を探索する。その際には、定数として、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）とデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）とで異なる値を用いることが好ましい。

【0047】

容量値設定部１２３ａは、第１の品質情報として、下りリンクパスロス値、参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）値または受信信号強度（ＲＳＳＩ）値を用いて容量値を設定することができる。また、第２の送信品質情報として上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）とデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）の少なくとも一方の送信電力や、下りリンクパスロス値と基地局からの送信電力制御コマンドにより指定される閉ループ制御電力増加量の定数倍との加算結果を用いることができる。

【0048】

（基本動作例）
図２は、インピーダンス制御の基本動作例を示すフローチャートである。基本動作は、無線通信端末１００が基地局との接続を完了した時点で発行する初期のサーチトリガを検出した時点から開始される。図２に従い、初期トリガ検出以降の動作を説明する。

【0049】

まず、可変容量回路１２１の容量値を固定し、送信品質情報に基づいて可変容量回路１１１の容量値をサーチする（ステップＳ１）。そして、可変容量回路１１１の容量値として適切な容量値を選択後、可変容量回路１１１の容量値を固定する（ステップＳ２）。

【0050】

次に、受信品質情報に基づいて可変容量回路１２１の容量値をサーチし（ステップＳ３）、適切な容量値を選択後、可変容量回路１２１の容量値を固定する（ステップＳ４）。なお、サーチに用いる送受信品質情報および各可変容量回路の具体的なサーチ方法については後述する。また、上記の例では、送信品質情報に基づくサーチ後に受信品質情報に基づくサーチを行なっており、この方が実装上は好ましいが、受信品質情報に基づくサーチ後に送信品質情報に基づくサーチを行なうことも可能である。

【0051】

次に、可変容量回路１１１、１２１の容量値が決定した時点で送受信品質参照用データを取得し（ステップＳ５）、この値を基準に容量値を固定した状態で送受信品質情報の変動量を品質変動量取得部１２３ｃで定期的に計測する（ステップＳ６）。そして、受信品質情報の変動量が設定値λ_２より小さいか否かを判定し（ステップＳ７）、変動量が設定値λ_２より小さい場合には、さらに送信品質情報の変動量が設定値λ_１より小さいか否かを判定する（ステップＳ８）。変動量が設定値λ_１より小さい場合にはステップＳ１に戻る。すなわち、送受信双方の品質情報の変動量がそれぞれの品質パラメータに関して事前に設定した閾値よりも大きい場合は、初期状態に戻り可変容量回路１１１、１２１のサーチを開始する。

【0052】

また、ステップＳ７で変動量が設定値λ_２以上である場合には、送信品質情報の変動量が設定値λ_１より小さいか否かを判定し（ステップＳ９）、送信品質情報の変動量が設定値λ_１以上である場合には、ステップＳ６に戻る。

【0053】

一方、送信品質情報の変動量が設定値λ_１より小さい場合には、第１の容量サーチを行ない、（ステップＳ１０）、アンテナ１１０の容量値を固定し（ステップＳ１１）、送信品質参照用データを取得して（ステップＳ１２）、ステップＳ６に戻る。すなわち、送信品質情報の変動量のみが閾値を超える場合は可変容量回路１１１の容量サーチのみを再度行ない、送信品質情報の参照用データを更新する。

【0054】

一方、ステップＳ８で送信品質変動量が設定値λ_１以上である場合には、第２の容量サーチを行ない（ステップＳ１３）、アンテナ１２０の容量値を固定して（ステップＳ１４）、受信品質の参照用データを取得する（ステップＳ１５）。すなわち、受信品質情報のみの変動量が閾値を超える場合には、可変容量回路１２１のサーチのみを行ない、受信品質参照用データを更新する。

【0055】

このように、２段階の閾値比較によりサーチトリガを可変容量回路個別に設定することで、余計なサーチ処理を低減できる。その結果、可変容量回路の切り替えにかかる消費電力を低減できかつ、安定した送受信品質を確保できる。

【0056】

（インデックスの設定）
図２に示す基本動作例において、無線通信端末１００は、可変容量回路１１１の容量サーチで、基地局による送信電力制御の結果設定される送信電力を用いる。可変容量回路１１１でアンテナ１１０の整合が取れた状態では、送信電力値が最小化されることが予想される。

【0057】

そのため、送受信品質情報取得部１４０では送信電力情報を抽出し、以下の数式（１）に示すように送信電力値を最小にする可変容量回路１１１の容量値インデックスｋａを全容量値候補の中から選択する。なお、ｋは可変容量回路１１１の容量値インデックス、Ｐ_１（ｋ）は容量回路にｋを設定した時のアンテナ１１０から送信される信号の電力の所定サブフレーム区間での平均値を表す。複数のアンテナを対象とする場合には送信電力値の合計の最小値を求める。

【数1】

【0058】

図３は、第１の容量サーチの処理例を示すフローチャートである。Ｋは可変容量回路１１１で選択可能な全候補数を表す。まず、ｋ＝０として可変容量回路１１１の容量値インデックスを初期化し（ステップＴ１）、可変容量回路１１１の容量値インデックスをｋに設定する（ステップＴ２）。次に、Ｎ_ＳＦサブフレーム数分の平均送信電力Ｐ_１（ｋ）を算出し（ステップＴ３）、ｋ＋１がＫ以上であるか否かを判定する（ステップＴ４）。判定の結果、ｋ＋１がＫ以上でない場合には、ｋを１増加させて（ステップＴ５）、ステップＴ２に戻る。ｋ＋１がＫ以上である場合には、容量値設定部１２３ａは、送信電力値Ｐ_１（ｋ）が最小になるｋを抽出して（ステップＴ６）、処理を終える。

【0059】

上記の例では、送信電力を最小化する容量値インデックスを検出しているが、無線通信端末１００の上りリンク送信電力がチャネル種別によって別々の送信電力制御方法で基地局から制御される場合は、両チャネルの区別なく送信電力を最小化する可変容量値を決定しても、決定された容量値により上りリンク帯域の不整合損が最も少ない状態になるとは限らない。例えば、３ＧＰＰの標準規格の１つであるＬＴＥ(Long Term Evolution)では、物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）と物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）で異なる送信電力制御方式を採用している。この場合に、上りリンク送信電力に代えて、以下のパラメータを用いる構成であってもよい。
・ＰＵＣＣＨの送信電力
・ＰＵＳＣＨの送信電力
・パスロス値と基地局から閉ループ制御コマンドで指定されるオフセット値の定数倍の和

【0060】

（ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨそれぞれで異なる定数値を事前に設定）
可変容量回路１２１の容量サーチでは、全可変容量値の中から可変容量回路１１１の容量値を固定した条件下で、所定のサブフレーム区間における平均周波数利用効率が最大化されるように以下の数式（２）を満たす可変容量回路１２１の容量値インデックスｋａを選択する。このように、容量値設定部１２３ｂは、周波数利用効率の平均値（合計値）を最大にする可変容量値を探索する。

【数2】

【数3】

【0061】

ただし、ｋは可変容量回路１１１の容量値インデックスを表し、Ｅｆｆ（ＣＱＩ_ｃｗ＿ｌ（ｋ））はｋ設定時の第ｌコードワードのWidebandＣＱＩであるＣＱＩ_ｃｗ＿ｌ（ｋ）に対応する周波数利用効率を表す。λは忘却係数を表す。索引は、たとえば表１に例示する変換テーブルに基づき行なう。表１は、広帯域チャネル品質情報、周波数利用効率変換テーブルの一例を示している。

【表1】

【0062】

図４は、第２の容量サーチの処理例を示すフローチャートである。Ｋは可変容量回路１２１で選択可能な全候補数を表す。まず、ｋ＝０として可変容量回路１２１の容量値インデックスを初期化し（ステップＰ１）、可変容量回路１２１の容量値インデックスをｋに設定する（ステップＰ２）。次に、Ｎ_ＳＦサブフレーム数分の平均周波数利用効率ＤＬＦＥ（ｋ）を算出する（ステップＰ３）。次に、ｋ＋１がＫ以上であるか否かを判定する（ステップＰ４）。判定の結果、ｋ＋１がＫ以上でない場合には、ｋを１増加させて（ステップＰ５）、ステップＰ２に戻る。ｋ＋１がＫ以上である場合には、平均周波数利用効率ＤＬＦＥ（ｋ）が最大になるｋを抽出して（ステップＰ６）、処理を終える。

【0063】

［第２の実施形態］
上記の実施形態では、可変容量回路１１１の容量サーチにおいて一つの送受信品質情報により１ステップで容量値インデックスを決定しているが、２つの品質情報を用いて２ステップで容量値インデックスを決定してもよい。なお、本実施形態では、可変容量回路１１１の容量サーチ以外は、第１の実施形態と同様である。

【0064】

この場合に、容量値設定部１２３ａは、第１の容量サーチの処理の中で、第１のアンテナ群に属するアンテナ１１０の第１の送受信品質情報を用いて可変可能な全容量値候補の中から事前に決められた特定の候補数を抽出する（第１のサーチステップ）。そして、第１のアンテナ群に属するアンテナ１１０の第２の送受信品質情報を用いて抽出された候補の中から適切な容量値を決定する（第２のサーチステップ）。

【0065】

図５は、第１の容量サーチの処理例を示すフローチャートである。まず、Ｋは可変容量回路１１１で選択可能な全候補数を表す。まず、ｋ＝０として可変容量回路１１１の容量値インデックスを初期化し（ステップＱ１）、可変容量回路１１１の容量値インデックスをｋに設定する（ステップＱ２）。次に、Ｎ_ＳＦ１サブフレーム数分のパスロス値を取得する（ステップＱ３）。次に、ｋ＋１がＫ−１以上であるか否かを判定する（ステップＱ４）。判定の結果、ｋ＋１がＫ−１以上でない場合には、ｋを１増加させて（ステップＱ５）、ステップＱ２に戻る。ｋ＋１がＫ−１以上である場合には、パスロス値が小さいｋをＭ候補抽出する（ステップＱ６）。

【0066】

次に、ｍ＝０として（ステップＱ７）、可変容量回路１１１の容量値インデックスをｋ_ｍに設定する（ステップＱ８）。そして、Ｎ_ＳＦ２サブフレーム数分の送信電力を取得し（ステップＱ９）、ｍがＭ−１以上であるか否かを判定する（ステップＱ１０）。判定の結果、ｍがＭ−１以上でない場合には、ｍを１増加させて（ステップＱ１１）、ステップＱ８に戻る。ｍがＭ−１以上である場合には、送信電力が最小になるｋｍを求め、容量値を固定して（ステップＱ１２）、処理を終える。

【0067】

本処理は２ステップに分かれる。第１のサーチステップでは、各可変容量値に対しパスロス値を所定のサブフレーム数Ｎ_ＳＦ１に渡って平均化し、パスロス値が小さいＭ候補を抽出する。第２のサーチステップでは抽出されたＭ候補のそれぞれに対して所定のサブフレーム数Ｎ_ＳＦ２に渡り平均送信電力を計算し、最も送信電力が小さい候補を抽出することで可変容量回路１１１の容量値を決定する。

【0068】

なお、第１のサーチステップで固定された候補数Ｍに絞り込むのではなく、パスロスの最小値を検出し、最小値からの差分が事前に設定したオフセット値α以内に収まる候補に絞り込む構成であってもよい。その場合には、容量値設定部１２３ａが、容量サーチにおいて、アンテナ１１０の第１の送受信品質情報を用いて可変可能な全容量値候補の中から第１の送受信品質情報を最小または最大にする候補および最小値または最大値を基準にした差分量が事前に設定した閾値より小さくなる候補を抽出する（第１のサーチステップ）。そして、第２の送受信品質情報を用いて第１群に属するアンテナの抽出された候補の中から適切な容量値を決定する（第２のサーチステップ）。

【0069】

図６は、第１の容量サーチの処理例を示すフローチャートである。まず、Ｋは可変容量回路１１１で選択可能な全候補数を表す。まず、ｋ＝０として可変容量回路１１１の容量値インデックスを初期化し（ステップＲ１）、可変容量回路１１１の容量値インデックスをｋに設定する（ステップＲ２）。次に、Ｎ_ＳＦ１サブフレーム数分のパスロス値を取得する（ステップＲ３）。次に、ｋ＋１がＫ−１以上であるか否かを判定する（ステップＲ４）。判定の結果、ｋ＋１がＫ−１以上でない場合には、ｋを１増加させて（ステップＲ５）、ステップＲ２に戻る。ｋ＋１がＫ−１以上である場合には、パスロス値ＰＬ（ｋ）がパスロス値ＰＬ（ｋ_ＭＩＮ）＋αを満たすｋをＭａ候補抽出する（ステップＲ６）。

【0070】

次に、ｍ＝０として（ステップＲ７）、可変容量回路１１１の容量値インデックスをｋ_ｍに設定する（ステップＲ８）。そして、Ｎ_ＳＦ２サブフレーム数分の送信電力を取得し（ステップＲ９）、ｍがＭａ−１以上であるか否かを判定する（ステップＲ１０）。判定の結果、ｍがＭａ−１以上でない場合には、ｍを１増加させて（ステップＲ１１）、ステップＲ８に戻る。ｍがＭａ−１以上である場合には、送信電力が最小になるｋｍを求め、容量値を固定して（ステップＲ１２）、処理を終える。

【0071】

なお、パスロス値の代わりに基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）もしくは対象帯域の受信電力（ＲＳＳＩ）を用いてもよく、その場合には、ＲＳＲＰもしくはＲＳＳＩが大きくなるＭ候補もしくは最大値との差分がα以内の候補を抽出する。

【0072】

［第３の実施形態］
上記の実施形態では、個々の容量値を比較しているが、グループごとに容量値を分けて、グループの候補を抽出した後、グループ内で容量値を決めることもできる。本実施形態では、可変容量回路１１１の容量サーチのアルゴリズム以外は第１の実施形態と同様とする。また、可変容量回路１１１の容量設定値は、予め複数のグループに分割されているとする。

【0073】

表２は、容量値インデックステーブルの一例として容量設定値をグループ分けした例を示している。この例では、直列容量値が同一で並列容量値が異なる容量回路の設定が同一のグループに属している。また、容量値インデックスをｋ_ｇ，ｐで表し、ｇをグループインデックス、ｐをグループ内のインデックスとする。

【表2】

【0074】

この場合、容量値設定部１２３ａは、容量サーチにおいて、並列容量回路の容量値を固定しアンテナ１１０の第１の送受信品質情報を用いて可変可能な直列容量回路の候補の中から直列容量回路候補を選択する（第１のサーチステップ）。また、容量値設定部１２３ａは直列容量回路を選択された候補に固定しアンテナ１１０の第２の送受信品質情報を用いて可変可能な並列容量回路候補の中から適切な容量値を決定する（第２のサーチステップ）。なお、上記の処理で、直列容量回路と並列容量回路とを入れ替えてもよい。

【0075】

図７は、第１の容量サーチの処理例を示すフローチャートである。まず、Ｇは可変容量回路１１１で選択可能な全グループ数を表す。図７に従い、本処理の動作を説明する。本動作は２ステップに分かれる。

【0076】

第１のサーチステップでは、まず、ｐ＝０、ｇ＝０に初期化し（ステップＵ１）、可変容量回路１１１の容量値インデックスをｋ_ｇ，ｐに設定する（ステップＵ２）。そして、ｐ＝０に固定した状態で、ｇを切り替えながら各可変容量値ｋ_ｇ，０に対しパスロス値を所定のサブフレーム数Ｎ_ＳＦ１に渡って平均化し、パスロス値が最小になる候補ｋ_ｇ，０を抽出する（ステップＵ３）。次に、ｇ＋１がＧ以上であるか否かを判定する（ステップＵ４）。判定の結果、ｇ＋１がＧ以上でない場合には、ｇを１増加させて（ステップＵ５）、ステップＵ２に戻る。ｇ＋１がＧ以上である場合には、パスロス値ＰＬ（ｋ_ｇ，ｐ）が最小になるｇ＝ｇａを抽出し、ｐ＝１に設定する（ステップＵ６）。そして、第２のステップへ進む。

【0077】

第２のサーチステップでは、可変容量回路１１１の容量値をインデックスｋ_ｇａ，ｐに設定する（ステップＵ７）。そして、ｇをｇａに固定し、ｐを切り替えながら各可変容量値ｋ_ｇａ，ｐに対し所定のサブフレーム数Ｎ_ＳＦ２に渡り平均送信電力を計算する（ステップＵ８）。次に、ｐ＋１がｍｇ以上か否かを判定し（ステップＵ９）、ｐ＋１がｍｇ以上でない場合にはｐを１増加させ（ステップＵ１０）、ステップＵ７に戻る。一方、ｐ＋１がｍｇ以上である場合には、最も送信電力が小さい候補ｐ＝ｐａを抽出することで可変容量回路１１１の容量値ｋ_{ｇａ，ｐａ}を決定して（ステップＵ１１）、処理を終了する。

【0078】

また、第１のサーチステップにおいてパスロス値の代わりに基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）もしくは対象帯域の受信電力（ＲＳＳＩ）を用いてもよく、その場合は、ＲＳＲＰもしくはＲＳＳＩが最大になるｇを検出する。

【0079】

なお、以上の実施形態における各処理はプログラムにより実行される。また、以上の実施形態ではアンテナ数は２本であるが、３本以上であってもよい。また、アンテナ１１０、１２０で代表させているが、それぞれアンテナの集合（アンテナ群）が対象となってもよい。また、上記の実施形態では、インピーダンス制御を容量値制御で代表させている。

【符号の説明】

【0080】

１００ 無線通信端末
１１０ アンテナ
１１１ 可変容量回路
１１３ 周波数共用器
１１４ 送信ＲＦ回路
１１５ 受信ＲＦ回路
１２０ アンテナ
１２１ 可変容量回路
１２３ インピーダンス制御部
１２３ａ 容量値設定部
１２３ｂ 容量値設定部
１２３ｃ 品質変動量取得部
１２３ｄ 容量値・品質情報記憶部
１２５ 受信ＲＦ回路
１３０ ベースバンド信号処理回路
１４０ 送受信品質情報取得部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】