JP2002164825A - 無線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線機本体を安価にし、かつ容易に通信機能
の向上を図れる無線装置を実現化する。 【解決手段】 無線装置は、少なくとも１つのアンテナ
および少なくとも１つの無線回路を具備する無線機本体
（たとえばポータブルＰＣ）と、この無線機本体に着脱
可能なＰＣカード等の無線回路付き周辺機器（たとえば
ＰＣカード）とから構成される。無線機本体は、周辺機
器が装着された場合に、この周辺機器の無線回路を認識
して、信号の伝達を可能にする接続手段を有する。無線
機本体はさらに、接続手段によって認識された周辺機器
の無線回路を経由した受信信号と、無線機本体の無線回
路を経由した受信信号とを合成する合成手段と、合成手
段で合成された受信信号を復号する復号処理手段を有す
る。周辺機器は所望の通信機能の通信回路を有し、これ
を無線機本体に装着することにより、ダイバーシチブラ
ンチとして認識させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線機本体と、無
線機本体に着脱可能な無線回路付きの周辺機器とから構
成される無線装置に関する。無線機本体とは、無線機能
および信号処理機能を有するすべての装置を意味し、た
とえば、無線機能付き可搬型コンピュータ、ＰＤＡなど
の携帯情報端末、携帯電話や自動車電話などの通信端末
をも含む。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報化社会の発展によって、パー
ソナルコンピュータおよび携帯情報端末の利用者数が年
々増大しており、その利用方法も多様化してきている。
これらの情報機器の性能向上が加速するにつれて、音声
・メッセージ・画像等のマルチメディア情報をやりとり
する個人ユーザも増え、多種多様でかつ大容量の情報を
インターネット等を利用して送受信することも当然のこ
ととなってきた。しかし、モビリティや可搬性を考慮す
ると、有線の電話回線を利用するには限界があり、ノー
トパソコンに携帯通信端末を接続したり、無線データ通
信専用のモデムカード等を挿入したりする必要がある。

【０００３】逆に、携帯電話やＰＨＳといった携帯通信
端末自体でインターネットやＥメール等を利用するユー
ザも増え、さらにｉモードのような情報端末によって直
接情報サービスを利用する頻度も高まっている。しか
し、携帯端末上の操作は、筐体サイズが小さいことや、
操作キーの少なさ等からくる入力速度の低下や、煩雑さ
は避けられない。

【０００４】このような状況から、今後はこれらを混在
あるいは統合した情報通信機器が登場することが容易に
予想できる。例えば、ノートパソコンに無線ＬＡＮやBl
uetoothなどのアンテナおよび無線機を搭載した機種な
どが市場に出回ると予想され、実際に商用化されている
ものもある。

【０００５】図６は、現在考えられている無線機能を統
合した情報処理機器である。このような無線機能を具備
した可搬型パソコンがあれば、通信可能エリア内におい
ては屋内外問わずに「いつでもどこでも」通信を行うこ
とができることになる。しかし現実には、屋外の場合
は、地形地物による伝搬ロスや、建物のかげに入り込ん
だときのシャドーイング等の影響を強く受ける。また、
端末自体を動かすことがなくても、周囲の環境の時間的
変動のために反射・散乱の状態が変化し、フェージング
が発生することもある。結果的にこれらの現象により無
線回線品質が著しく劣化することになり、パソコンで大
容量の情報を扱うことはできても送受信することができ
なくなる。

【０００６】また、屋内で無線通信を行う場合において
も、天井・壁等の反射や、什器や人による遮蔽が頻繁に
生じるため、パソコンの置き方や設置場所によって、無
線回線状況が悪くなったときに情報伝送速度が低下した
り、通信が途絶えたりする等の不都合が生じる。

【０００７】これを解決するために、図６に示すような
無線機能付きパソコンあるいは携帯情報端末などに複数
のアンテナおよび無線回路を組み込むことによって、ダ
イバーシチ動作を行い、著しい特性改善が見込まれる。
端末の筐体の大きさの限度内で、無線機モジュールの数
が増えれば増えるほどその効果は大きくなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな複数の無線回路を具備したパソコンあるいは携帯情
報端末は、データ処理等の基本機能に追加して余剰に搭
載する通信機能のために、パソコンあるいは携帯情報端
末の価格が高くなることが避けられない。このことは、
特に高性能な無線通信機能を必要としないパソコン利用
者にとっては、非常に不利である。

【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、価格の増大を抑え、かつ、利用
者が必要とする通信品質あるいは通信速度を利用者毎の
目的に応じて達成できる無線装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、パーソナルコンピュータや通信
端末などの情報処理機器側に最小限の通信機能を組み込
んで無線機本体とする。一方、利用者が個別に必要とす
る無線通信機能を、無線機本体に容易に着脱可能な周辺
機器、例えば無線ＰＣカードに組み込むことによって、
必要なときに、必要な通信機能を追加することのできる
構成とする。

【００１１】具体的には、本発明の第１の形態において
は、無線装置は、少なくとも１つのアンテナと少なくと
も１つの無線回路を具備した無線機本体と、少なくとも
１つのアンテナおよび少なくとも１つの無線回路を有し
て、無線機本体に着脱可能あな周辺機器とから構成され
る。無線機本体は、周辺機器を付加したときに、周辺機
器の無線回路を認識して信号の伝達を可能にする接続手
段をさらに有し、接続手段によって認識された周辺機器
の無線回路を経由した受信信号と、無線機本体の無線回
路を経由した受信信号とを合成手段で合成する。合成さ
れた受信信号を、無線機本体の復号処理手段で復号す
る。

【００１２】このような構成により、あらかじめ数多く
のアンテナおよび無線回路をすべて組み込んだ無線機本
体に比べて、コストを低減することができる。また、無
線機内の１系統の無線回路だけでは、所望の受信品質あ
るいは情報伝送速度を達成できないような劣悪な電波伝
搬環境で使用する場合には、無線機能を有する周辺機器
を装着することによって、ブランチ数を増やしてダイバ
ーシチ利得を向上させることができる。これにより、高
い通信品質、高速伝送が実現される。また、付加する周
辺機器は容易に着脱可能であるため、利用者は用途、要
求するスペックに応じた周辺機器を使い分けることがで
きる。さらに、機器製造者は多種多様な機能をもつ周辺
機器を用意することができる。

【００１３】本発明の第２の形態においては、アンテナ
をすべて無線機本体側に備えて、あらかじめ本体側でア
ンテナ位置の最適化を図り、周辺機器には無線回路のみ
を具備させる構成とする。

【００１４】すなわち、無線装置は、２つ以上のアンテ
ナと少なくとも１つの無線回路とを具備した無線機本体
と、少なくとも１つの無線回路を具備して無線機本体に
着脱可能な周辺機器とから構成される。無線機本体は、
周辺機器が無線機本体に付加された場合に、周辺機器の
無線回路を認識して、信号の伝達を可能にする接続手段
を有する。無線機本体はさらに、接続手段によって認識
された周辺機器の無線回路を経由した受信信号と、無線
機本体の無線回路を経由した受信信号とを合成する合成
手段と、合成手段で合成された受信信号を復号する復号
処理手段とを有する。

【００１５】この構成により、アンテナ位置の最適化を
図ると同時に、周辺機器からアンテナを省略して小型化
・低コスト化し、多様な機能、種類の周辺機器を安価に
提供することが可能になる。最適位置に配置された複数
のアンテナを用いて指向性ビーム送信が可能となり、指
向性利得の向上により、劣悪な電波伝搬環境下において
も通信が途絶えるのを防ぐことができる。

【００１６】第３の形態では、アンテナをすべて無線機
本体側に最適配置し、かつ、無線回路内の初段のフィル
タや低雑音増幅器（ＬＮＡ）などを無線回路から独立さ
せてアンテナ近傍に配置する。一方、必要な無線回路を
有する周辺機器を着脱可能に設けて、受信信号の質のさ
らなる向上を図る。

【００１７】すなわち、無線装置は、無線機本体と、こ
れに着脱可能な周辺機器から構成され、無線機本体は、
Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナと、Ｎ個のアンテナで受信さ
れた信号に対して高周波信号処理を施すＮ個の第１無線
回路と、高周波信号処理された受信信号に対してさらに
低周波変換処理を行うｍ個（ｍ≧１）の第２無線回路と
を有する。一方、周辺機器は（Ｎ−ｍ）個の第２無線回
路を有し、その各々が、無線機本体側のアンテナのひと
つと対応する。無線機本体は、無線機本体に周辺機器が
装着された場合に、周辺機器の第２無線回路を認識し、
信号の伝達を可能にする接続手段を有する。無線機本体
はさらに、接続手段を経由して伝達された周辺機器の第
２無線回路を経由した（Ｎ−ｍ）個の受信信号と、無線
機本体の第２無線回路を経由したｍ個の受信信号とを合
成する合成手段と、合成手段で合成された受信信号を復
号する復号処理手段とを有する。

【００１８】この構成は、アンテナと初段の増幅器（す
なわち第１無線回路）が無線機本体内で空間的に離れて
配置されることに起因する受信信号のＳＮ比の劣化を防
ぐことができる。また、無線機本体の複数のアンテナで
受信した信号を、各アンテナの直下に位置する高周波無
線回路でアナログ信号処理を施し、低周波信号に変換し
ておくことによって、無線機本体と周辺機器とのインタ
フェース部の構造を簡単化することができる。さらに、
周辺機器内の無線回路における消費電力を低減すること
ができる。

【００１９】上記第１から第３の形態において、信号合
成処理部を無線機本体側に設けたが、いずれの形態にお
いても、合成処理部を周辺機器に設ける構成とすること
ができる。この場合、周辺機器を無線機本体に装着した
状態で、無線機本体の複数のアンテナで受信した信号を
インタフェース部を介してすべて周辺機器へ伝達し（そ
のうちの１つの信号は本体側無線回路での信号処理済み
である）、周辺機器内において合成処理までを行うこと
ができる。この構成により、合成処理部におけるアルゴ
リズムの変更を容易に行える利点がある。

【００２０】また、本発明の無線装置において、合成手
段は、無線機外部から与えられる駆動ソフトウェアによ
ってその制御内容を書き換えることができる。外部から
与えられるとは、インターネットを介してダウンロード
されるソフトウェアや、ＣＤ−ＲＯＭやフロッピー（登
録商標）ディスケットなどの記録媒体を介して与えられ
るソフトウェアを含む。この構成により、付加した周辺
機器の無線回路を含めた無線装置内の信号処理内容を容
易に書き換えることができ、機能変更も容易になる利点
がある。

【００２１】好ましくは、無線機本体は表示部をさらに
有し、無線装置のアンテナおよび無線回路によって形成
される指向性ビームのビームパターンを表示する。ある
いは、無線装置のアンテナおよび無線回路のうち、現在
使用中のアンテナと無線回路の一方または双方を表示す
る構成としてもよい。利用者は、表示により、良好な伝
搬路の確保できている通信方向を視覚的に知ることがで
きる。場合によっては、利用者自身が良好な通信を行え
るように、可搬型コンピュータを最適な場所に移動させ
ることができる利点がある。

【００２２】なお、本発明において、「無線機本体」と
は、少なくとも一つのアンテナおよび無線回路を具備し
た可搬型コンピュータ、携帯情報端末、移動通信電話、
その他、無線通信機能を有するあらゆる装置を含む。特
に、可搬型コンピュータを用いる場合、多様な情報を処
理する能力や、優れたユーザインタフェース等を利用す
ることができる。また、コンピュータ内のＣＰＵを利用
した無線信号処理および制御も可能となる。さらに、無
線機本体として、周辺機器の増設が容易でかつ拡張性に
すぐれる利点がある。また、あらかじめ複数の受信回路
を搭載した可搬型コンピュータに比べて本体のコストを
低減することができる。

【００２３】また、無線機本体はメッセージ送信機能を
有し、無線装置のアンテナを介して、変調したメッセー
ジを送信することができる。本発明の無線装置では、本
体に周辺機器を着脱可能に組み合わせることにより、複
数のアンテナで指向性ビーム送信が可能となる。したが
って、指向性利得が向上し、劣悪な電波伝搬環境下にお
いても通信が途絶えるのを防ぐことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００２５】（第１実施形態）図１に本発明の第１実施
形態に係る無線装置の構成例を示す。無線装置は、無線
機本体としての可搬型コンピュータ１０と、これに着脱
可能に装着される無線ＰＣカード２０とを含む。可搬型
コンピュータ１０は、１つ以上のアンテナ１３（図１で
は１つのみを図示）、アンテナ１３に対応する数の無線
回路１４（図１では１つのみを図示）、合成処理部１
５、信号処理部１６、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１
７、制御部１８を有する。一方、無線ＰＣカード２０
は、１つ以上のアンテナ２３（図１では１つのみを図
示）およびこれに対応する数の無線回路２４（１つのみ
を図示）を有する。以下の説明においても、可搬型コン
ピュータ１０および無線ＰＣカード２０の各々に内蔵さ
れているアンテナおよび無線回路は、説明の便宜上、１
系統ずつとしているが、ダイバーシチ効果を向上させる
ためにそれぞれ複数有する構成であってもよい。

【００２６】無線回路１４および２４は、スイッチ、フ
ィルタ、アンプ、ミキサ、シンセサイザ等のＲＦ帯およ
びＩＦ帯のアナログ回路や、ダウンコンバートして適当
な周波数帯においてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器、さらには通信方式によってはディジタル回路等を
含む。アンプは、雑音成分を低減する低雑音増幅器（Ｌ
ＮＡ）を含む。

【００２７】このうち、可搬型コンピュータ本体１０に
内蔵されている無線回路１４は、コンピュータ単体での
通信を可能とするため、Ｄ／Ａ変換器、電力増幅器（Ｐ
Ａ）等の送信系の回路も含まれている。一方、無線ＰＣ
カード２０に内蔵されている無線回路２４の方は、送信
系があってもよいが、以下の説明では、受信系のみが含
まれているものとして記述する。

【００２８】無線ＰＣカード２０が、例えば、可搬型コ
ンピュータ１０のＰＣカードスロットに差し込まれる
と、制御部１８は、Ｉ／Ｆ部１７に無線ＰＣカード２０
を認識させ、Ｉ／Ｆ部１７において無線回路２４との信
号のやりとりが可能な状態にする。無線ＰＣカード２０
に内蔵されている無線回路２４を認識させる方法とし
て、制御部１８自体に認識させる方法の他に、コンピュ
ータ１０にインストールされるデバイスドライバによっ
て制御部１８にアクセスする方法等も可能である。制御
部１８が無線ＰＣカード２０を認識し接続が可能になる
と、無線ＰＣカード２０側の無線回路２４も通信可能な
状態になる。

【００２９】合成処理部１５は、本体側のアンテナ１３
で受信された信号と、ＰＣカード２０のアンテナ２４で
受信された信号とを合成する。信号処理部１６は、合成
された受信信号を復号する。

【００３０】次に、信号の流れについて説明する。ま
ず、無線機本体およびＰＣカードのアンテナ１３，２３
で受信された信号は、それぞれ対応する無線回路１４，
２４において所定の信号処理が施される。可搬型コンピ
ュータ１０の無線回路１４で受信された第１の受信信号
は、信号処理後に合成処理部５に伝達される。また、無
線ＰＣカード２の無線回路２４で処理された第２の受信
信号は、Ｉ／Ｆ部７を通じて、合成処理部５に伝達され
る。合成処理部１５では、第１の受信信号と第２の受信
信号とに対して、切り替えダイバーシチあるいは合成ダ
イバーシチが行われ、その合成信号は信号処理部１６に
おいてデータ復調が行われる。

【００３１】これによって、複数のアンテナを用いて空
間ダイバーシチ受信が可能となり、シャドーイングやフ
ェージング等で電波伝搬環境が悪いときでも、情報伝送
速度の低下や通信の瞬断を防ぐことができる。本発明で
は、無線装置に備えられたアンテナおよび無線回路の系
の数が増えれば増えるほど、その効果も大きくなる。

【００３２】ダイバーシチ方法については、ドライバソ
フトウェアによって決定され、制御部１８を通じて命令
が行われる。つまり、コンピュータの置かれている周囲
の状況や電波伝搬環境に応じて、利用者が各自で、ＰＣ
カードによる機能拡張、あるいはダイバーシチ方法等を
選択することができる仕様となっている。

【００３３】また、本発明の通信装置では、複数のアン
テナの配置を考慮して積極的にビーム指向性を向けた
り、干渉波の到来方向の指向性利得を下げたりすること
もできる。特に、室内無線ＬＡＮの形態で、ビームフォ
ーミング用のＰＣカードを利用する場合は、見通しの確
保や指向性を絞ることによって大きな品質改善を図れ
る。ビームフォーミング方法については様々なアルゴリ
ズムが存在する。例えば、固定パターンのマルチビーム
を予め形成しておき、受信信号レベルやＳＮ比等の情報
によりビームを切り替える方法や、受信信号に含まれる
既知系列や受信信号のもつ性質を利用して、誤差を最小
化するようなアンテナウェイトを求めることによって干
渉波を除去するようなビームパターンを形成する方法、
または各到来波の空間的な到来方向を推定し、それに応
じてビームパターンのメインローブやヌルを向ける方法
等がある。

【００３４】このようなビームフォーミング受信は、ド
ライバソフトウェアにより制御内容を変更、または信号
処理プログラムを書き換えることによって実現できる。
しかし、到来波の到来方向等を精密に推定するようなア
ルゴリズムを用いる場合には、可搬型コンピュータ１お
よび無線ＰＣカード２０に内蔵されている複数の無線回
路間でキャリブレーションを行う必要がある。換言する
と、パーソナルコンピュータ本体にＰＣカードの無線回
路を合体させて双方の無線回路を正しく機能させるに
は、機能調整が必要であり、このための追加情報が必要
になる。このような場合、例えばドライバソフトウェア
によって、キャリブレーション部を駆動させるための処
理命令を付加すればよい。

【００３５】場合によっては、ダイバーシチ機能をもつ
ＰＣカードに対して、その機能差分情報だけを盛り込ん
だハードウェアまたはソフトウェアで対処することによ
って、ビームフォーミングおよび／または無線回路間の
キャリブレーションを実現することもできる。機能差分
情報は、あらかじめハードディスクに格納しておいても
よいし、プログラムとしてロードしてもよい。ロード方
法として、インターネットなどから無線機本体に直接ダ
ウンロードすることもできる。

【００３６】ＰＣカードで通信機能を補強することによ
って、指向性利得の向上により、劣悪な電波伝搬環境下
においても通信が途絶えるのを防ぐことができる。ま
た、狭い指向性のビームを形成することにより、室内伝
搬において頻繁に生じるマルチパスの影響を低減するこ
とができる。

【００３７】第１実施形態の無線装置では、可搬型コン
ピュータ本体は最低限の通信機能だけを備え、高価にな
ることはない。オプションの無線ＰＣカードは着脱が容
易であり、高い通信機能性を求める利用者に対しては、
目的に応じた機能増設により、容易に拡張サービスを提
供することができる。高性能を必要とする利用者は、目
的に応じてＰＣカードを購入することになるが、あらか
じめ固定されたマルチ通信機能コンピュータを購入する
よりは費用、柔軟性の面で有利である。また、高い通信
性能を必要としない利用者にとっては、基本的な通信機
能の付いたコンピュータ本体を安価に購入することがで
きるという利点がある。

【００３８】また本発明の無線装置は、無線カードを着
脱するための接続部の形態および接続方法には依存しな
い。すなわち、上記実施形態では、ＰＣＭＣＩＡの無線
ＰＣカードを仮定しているが、Ｉ／Ｆ部１７と無線ＰＣ
カード２０がケーブル等を介して離れて接続されていて
もよい。この場合、可搬型コンピュータ１０のアンテナ
１３と、ＰＣカード２０のアンテナ２３がかなり離れて
配置されるため、原理的には受信信号の空間的相関が小
さくなるため、ダイバーシチ効果が高まるという効果が
ある。

【００３９】また、可搬型コンピュータ利用者が大容量
な情報や高品質な情報を送信する場合、つまり上り回線
において高速・高品質伝送を行う場合、可搬型コンピュ
ータあるいは無線ＰＣカードに複数の無線回線およびア
ンテナが具備されていれば、送信ダイバーシチあるいは
ビームフォーミング送信を行うことができる。上述した
ように、ビームフォーミング送信を行う場合、各ブラン
チのアンテナ・無線回路間の精密なキャリブレーション
が必要となるが、このための機能情報は、追加のソフト
ウェアをロードすることにより容易に実現できる。

【００４０】このような構成により、空間ダイバーシチ
を利用した信頼度の高い伝送あるいは指向性利得の向上
を実現でき、劣悪な電波伝搬環境下においても通信が途
絶えたり、情報伝送速度が低下するのを防ぐことができ
る。

【００４１】（第２の実施形態）図２に本発明の第２の
実施形態に係る無線装置の構成例を示す。

【００４２】第２実施形態では、複数のアンテナをすべ
て無線機本体側に配置することによって、あらかじめア
ンテナ位置の最適化を図る。すなわち、第２実施形態の
無線装置は、可搬型コンピュータ３０と、無線ＰＣカー
ド４０とを含み、可搬型コンピュータ３０は、２つ以上
のアンテナ３３₁〜３３_Ｎ、１つ以上の無線回路３
４ _１、合成処理部３５、信号処理部３６、インタフェー
ス（Ｉ／Ｆ）部３７、制御部３８を有する。一方、無線
ＰＣカード４０は、無線回路３４₂〜３４_Ｎを有する。
ここで、Ｎは本発明の無線装置全体に含まれるアンテナ
の総数を表す。これは無線回路の総数にも一致する。

【００４３】無線回路３４₁〜３４_Nは、第１実施形態と
同様に、スイッチ、フィルタ、アンプ、ミキサ、シンセ
サイザ等のＲＦ帯およびＩＦ帯のアナログ回路や、ダウ
ンコンバートして適当な周波数帯においてディジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器、さらには通信方式によって
はディジタル回路等を含む。

【００４４】第２実施形態では、無線ＰＣカード４０に
は、複数の無線回路３４₂〜３４_Ｎだけが含まれてお
り、一方、可搬型コンピュータ３０には、あらかじめ複
数のアンテナ３３₁〜３３_Ｎが搭載されている。

【００４５】第２実施形態の無線装置での信号の流れを
説明する。まず、アンテナ３３₂〜３３_Ｎで受信された
信号はＩ／Ｆ部３７を介して、装着された無線ＰＣカー
ド４０へ流れ込み、対応する無線回路３４₂〜３４_Ｎで
処理される。この後、再びＩ／Ｆ部７を介して合成処理
部３５へ送られる。ここで、アンテナ３３₁から本体側
の無線回路３４₁を通って入力される受信信号と、ダイ
バーシチ合成が行われる。このとき制御部３８は、Ｉ／
Ｆ部３７で無線ＰＣカード４０の無線回路３４ ₂〜３４
_Ｎと可搬型コンピュータ３０のアンテナ３３₂〜３３_Ｎ
が正しく接続されるように制御する。

【００４６】このような構成により、第２実施形態にか
かる無線装置では、複数のアンテナをあらかじめ可搬型
コンピュータ３０の筐体上に、理想的な状態で配置する
ことができ、アンテナ間の距離や指向性の向きの最適化
が容易となる。特に、ダイバーシチ受信する場合には、
サイズ的に小さいＰＣカード上に複数のアンテナを搭載
するよりは、コンピュータ筐体の大きさを活用して、ア
ンテナ間距離をできるだけ離すことができる。これによ
って、受信信号の空間相関を小さくし、ダイバーシチ利
得をかせぐことができる。

【００４７】（第３の実施形態）図３は、本発明の第３
実施形態に係る無線装置の構成例を示す。第３実施形態
では、コンピュータ本体側にすべてのアンテナを配置す
るとともに、各アンテナの直下に、初段のフィルタやＬ
ＮＡ（低雑音増幅器）を含む第１の無線回路を配置す
る。

【００４８】無線装置は、可搬型コンピュータ３０と無
線ＰＣカード４０とを含み、可搬型コンピュータ３０
は、アンテナ３３₁〜３３_Ｎ、第１無線回路３９₁〜３９
_Ｎ、第２無線回路３４₁、合成処理部３５、信号処理部
３６、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部３７、制御部３８を
有する。一方、無線ＰＣカード４０は、第２無線回路３
４₂〜３４_Ｎを有する。第３実施形態の第２無線回路３
４₁〜３４_Ｎは、第１および第２実施形態とは異なり、
初段フィルタおよびＬＮＡを含んでいない。ＬＮＡ等は
個別の回路（第１無線回路）３９として、コンピュータ
３０側のアンテナ３３の近傍に配置される。

【００４９】つまり、第３実施形態では、無線ＰＣカー
ド４０は、ＬＮＡ等を含まない複数の無線回路（第２無
線回路）３４₂〜３４_Ｎを有し、可搬型コンピュータ３
０にあらかじめ複数のアンテナ３３₁〜３３_ＮとＬＮＡ
を含む第１無線回路３９₁〜３９_Ｎが最適配置で搭載さ
れる構成となる。

【００５０】信号の流れについて説明する。まず、アン
テナ３３₂〜３３_Ｎで受信された信号は第１無線回路３
９₂〜３９_Ｎで高周波処理され、Ｉ／Ｆ部３７を通過
後、装着された無線ＰＣカード４０へ流れ込み、対応す
る第２無線回路３４₂〜３４_Ｎで処理された後、再びＩ
／Ｆ部３７を介して合成処理部３５へ送られる。ここ
で、アンテナ３３₁で受信され、第１無線回路３９₁によ
る処理後に第２無線回路３４₁を通って入力される受信
信号と、ダイバーシチ合成が行われる。このとき制御部
３８は、Ｉ／Ｆ部３７で無線ＰＣカード４０の第２無線
回路３４₂〜３４_Ｎと、可搬型コンピュータ３０の第１
無線回路３９₂〜３９_Ｎが正しく接続されるように制御
する。

【００５１】一般に低雑音増幅器（ＬＮＡ）は受信回路
初段のアンプであり、ＬＮＡ入力直前の信号は受信系の
中で最もＳ／Ｎの悪い信号である。このため、雑音の付
加をできるだけ避けるために、アンテナからＬＮＡまで
の配線はできるだけ短くするのが望ましい。従って、第
３実施形態の構成により、可搬型コンピュータ内の部品
点数は増えるものの、アンテナとＬＮＡ（第１無線回
路）を近くに配置して受信信号のＳ／Ｎ比の劣化を防ぐ
ことができ、受信信号の品質の向上という点からは有利
な構成である。また、アクティブ素子であるＬＮＡ３９
をコンピュータ本体側に配置することによって、ＰＣカ
ード内の無線回路における消費電力を低減することがで
きる。さらに、熱対策の点でも、ＬＮＡを熱対策が十分
に行われているコンピュータ本体に配置することは有効
である。

【００５２】第３の実施形態では、第１無線回路として
ＬＮＡまでの高周波信号処理素子を含めた形態になって
いるが、その後のフィルタや周波数変数回路等も、可搬
型コンピュータ内にあらかじめＮ個用意してもよい。こ
の場合、アンテナに直結するＮ個の第１の無線回路と、
第１の無線回路で処理された受信信号をさらに周波数変
換する第２の無線回路に分けられるが、第２の無線回路
は可搬型コンピュータ内には最低１個だけ用意しておけ
ばよく、残りは無線ＰＣカードに内蔵されることにな
る。

【００５３】（第４の実施形態）図４に本発明の第４の
実施形態に係る無線装置の構成例を示す。第４実施形態
では、ダイバーシチやビームフォーミングなどの合成処
理を、ＰＣカードに内蔵されるＤＳＰやゲートアレイに
おいて行う構造とする。

【００５４】図４に示す例では、可搬型コンピュータ５
０は、アンテナ５３₁〜５３_Ｎ、無線回路５４₁、信号処
理部５６、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部５７、制御部５
８を有する。一方、無線ＰＣカード６０は、無線回路５
４₂〜５４_Ｎと、合成処理部５５を有する。ここで、Ｎ
は本発明の無線装置全体に含まれるアンテナおよびそれ
に対応する無線回路の数を表す。

【００５５】無線回路５４₁〜５４_Ｎは、第１および第
２実施形態と同様に、スイッチ、フィルタ、アンプ（Ｌ
ＮＡを含む）、ミキサ、シンセサイザ等のＲＦ帯および
ＩＦ帯のアナログ回路や、ダウンコンバートして適当な
周波数帯においてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器、さらには通信方式によってはディジタル回路等を含
む。

【００５６】第４実施形態では、可搬型コンピュータ５
０にあらかじめ複数のアンテナ５３ ₁〜５３_Ｎが搭載さ
れている点、および無線ＰＣカード６０に複数の無線回
路５４₂〜５４_Ｎが搭載されている点は、第２および第
３の実施形態と同じであるが、合成処理部５５が無線Ｐ
Ｃカード６０に含まれている点が異なる。

【００５７】この無線装置での信号の流れについて説明
する。まず、アンテナ５３₂〜５３ _Ｎで受信された信号
は、Ｉ／Ｆ部５７を通過後、装着された無線ＰＣカード
６０へ流れ込み、各無線回路５４₂〜５４_Ｎで処理され
た後、合成処理部５５へ送られる。また、アンテナ５３
₁で受信された信号は、本体側の無線回路５４₁で処理さ
れたのち、Ｉ／Ｆ部５７を介してＰＣカード側の合成処
理部５５へ送られる。合成処理部５５でビームフォーミ
ングが行われ、再びＩ／Ｆ部５７を介して信号処理部５
６へ送られる。このとき制御部５８は、Ｉ／Ｆ部５７で
無線ＰＣカード６０の無線回路５４₂〜５４_Ｎと可搬型
コンピュータ５０のアンテナ５３₂〜５３ _Ｎが正しく接
続されるように制御する。

【００５８】制御部５８はまた、無線ＰＣカード６０が
装着されているときには、本体側の無線回路５４₁から
の受信信号を信号処理部５６に直接送らず、Ｉ／Ｆ部５
７からＰＣカード側の合成処理部５５に送られるように
制御する。一方、無線ＰＣカード６０が装着されていな
いときには、直接信号処理部５６に送るように制御す
る。

【００５９】このように、無線ＰＣカード上に合成処理
部を搭載することにより、可搬型コンピュータ本体を改
変することなく、周囲の電波伝搬状況に適したダイバー
シチ方法やビームフォーミングアルゴリズムに容易に変
更することができ、最適な通信を行うことができる。

【００６０】このように、合成処理部を無線ＰＣカード
に設ける構成は、第１実施形態〜第３実施形態の無線装
置にも適用できる。この場合は、いずれも複数の受信信
号をいったん無線ＰＣカード側の合成処理部に送り、そ
の後、コンピュータ本体側の信号処理部に取り戻して復
号処理を行う。

【００６１】本発明の無線装置は、第１実施形態〜第４
実施形態のいずれにおいても、切り替えダイバーシチ制
御が行われたとき、現在使用されているアンテナブラン
チを表示する構成とすることができる。表示方法とし
て、例えば、図５に示すように、可搬型コンピュータの
画面上においてソフトウェアによる画像表示や、または
コンピュータ筐体上のＬＥＤ表示等があげられる。ま
た、ビームフォーミング制御が行われるときは、その形
成している指向性パターン等を画面表示することもでき
る。

【００６２】図５の例では、コンピュータのスクリーン
上のウィンドウ内に、真上から見たアンテナパターンを
表示している。このような表示により、コンピュータ利
用者は、良好な伝搬路の確保できている通信方向を視覚
的に知ることができ、場合によっては利用者自身が良好
な通信を行えるように、可搬型コンピュータを移動させ
ることができる。また、表示機能をソフトウェアで供給
することにより、コンピュータ本体とは独立に運用、管
理できる利点がある。アンテナのビームパターンととも
に、あるいはそれぞれ単独で、使用されているアンテナ
ブランチを表示することも、もちろん可能である。

【００６３】さらに、上記実施形態では、信号受信を例
にとって説明してきたが、第１実施形態〜第４実施形態
のいずれにおいても、コンピュータ本体で作成されたメ
ッセージあるいは送信信号を、無線装置の複数のアンテ
ナから送信することもできる。複数のアンテナを用いる
ことにより、指向性ビーム送信が可能になり、指向性利
得が向上する。これにより、電波伝搬が劣悪な環境であ
っても、通信が途絶えるのを防ぐことができる。

【００６４】なお、上記すべての実施形態においては、
無線機本体を、無線機能を有する可搬型コンピュータと
して説明し、本体に着脱可能な周辺機器を無線ＰＣカー
ドとして説明してきたが、それ以外の同様な機能を有す
る装置、たとえば、携帯電話や携帯情報端末に、小型無
線回路デバイスなどを着脱自在に組み込むことによって
も同様の効果が達成されるのは、言うまでもない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のアンテナを有する無線装置を、少なくとも一つの
アンテナおよび無線回路を具備した可搬型コンピュータ
と、それに着脱可能な無線回路付きのＰＣカードとに分
けて構成する。可搬型コンピュータ本体には、必要最小
限の通信機能だけを備えて低コスト化を図り、一方、高
速・高品質な通信を要求する利用者に対しては、その目
的に応じて無線ＰＣカードを付加し、ダイバーシチ効果
によって、自在に性能向上を図ることができる。

【００６６】また、ダイバーシチ方法や信号処理に関す
るパラメータ等は、ドライバソフトウェアで提供するこ
とにより、内容変更や機能拡張などの制御が容易にな
る。

【００６７】ダイバーシチの代わりに、あるいはこれに
加えてビームフォーミングアルゴリズムを導入すること
によって、指向性利得の向上や干渉除去効果のために、
劣悪な電波伝搬環境下においても通信が途絶えるのを防
ぐことができる。

【００６８】さらに、このとき、キャリブレーション方
法等、両者のアルゴリズムにおける差分情報もまたドラ
イバソフトウェアを用いて認識させることによって、ア
ルゴリズムの変更を容易にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る無線装置の構成を
示す図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係る無線装置の構成を
示す図である。

【図３】本発明の第３実施形態に係る無線装置の構成を
示す図である。

【図４】本発明の第４実施形態に係る無線装置の構成を
示す図である。

【図５】本発明の無線装置のアンテナのビームパターン
の表示例を示す図である。

【図６】従来の無線機能付きパーソナルコンピュータの
概略ブロック図である。

【符号の説明】

１０、３０、５０ 可搬型コンピュータ ２０、４０、６０ 無線ＰＣカード １３、２３、３３₁〜３３_Ｎ，５３_１〜５３_Ｎ アンテ
ナ １４、２４，３４_１〜３４_Ｎ ５４_１〜５４_Ｎ 無線回
路 １５、３５、５５ 合成処理部 １６、３６、５６ 信号処理部 １７、３７、５７ インタフェース（Ｉ／Ｆ）部 １８、３８、５８ 制御部 ３９₁〜３９_Ｎ 第１の無線回路

フロントページの続き (72)発明者 村上 康 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 関根 秀一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 大舘 紀章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 5K059 CC03 CC04 DD36 DD37 5K067 AA23 AA41 AA42 BB04 CC24 DD51 FF23 KK02 KK03 KK17

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つのアンテナと、少なくと
   も１つの無線回路とを具備した無線機本体と、 少なくとも１つのアンテナと、少なくとも１つの無線回
   路とを有し、前記無線機本体に着脱可能な周辺機器とを
   備え、前記無線機本体は、 前記周辺機器が無線機本体に装着された場合に、前記周
   辺機器の無線回路を認識して、信号の伝達を可能にする
   接続手段と、 前記接続手段によって認識された周辺機器の無線回路を
   経由した受信信号と、前記無線機本体の無線回路を経由
   した受信信号とを合成する合成手段と、 前記合成手段で合成された受信信号を復号する復号処理
   手段とをさらに具備することを特徴とする無線装置。
2. 【請求項２】 ２つ以上のアンテナと、少なくとも１つ
   の無線回路とを具備した無線機本体と、 少なくとも１つの無線回路を具備し、前記無線機本体に
   着脱可能な周辺機器とを備え、前記無線機本体は、 前記周辺機器が無線機本体に装着された場合に、前記周
   辺機器の無線回路を認識して、信号の伝達を可能にする
   接続手段と、 前記接続手段によって認識された周辺機器の無線回路を
   経由した受信信号と、前記無線機本体の無線回路を経由
   した受信信号とを合成する合成手段と、 前記合成手段で合成された受信信号を復号する復号処理
   手段とをさらに具備することを特徴とする無線装置。
3. 【請求項３】 前記無線機本体の２つ以上のアンテナの
   一部は、当該無線機本体の各無線回路に対応し、前記無
   線機本体のアンテナの残りは、前記周辺機器の各無線回
   路に対応することを特徴とする請求項２に記載の無線装
   置。
4. 【請求項４】 Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナと、前記Ｎ個
   のアンテナで受信された信号に対して高周波信号処理を
   施すＮ個の第１無線回路と、前記高周波信号処理された
   受信信号に対してさらに低周波変換処理を行うｍ個（ｍ
   ≧１）の第２無線回路とを有する無線機本体と、 （Ｎ−ｍ）個の第２無線回路を有し、前記無線機本体に
   着脱可能な周辺機器とを備え、前記無線機本体は、 前記無線機本体に前記周辺機器が装着された場合に、前
   記周辺機器の第２無線回路を認識し、信号の伝達を可能
   にする接続手段と、 前記接続手段を経由して伝達された前記周辺機器の第２
   無線回路を経由した（Ｎ−ｍ）個の受信信号と、前記無
   線機本体の第２無線回路を経由したｍ個の受信信号とを
   合成する合成手段と、 前記合成手段で合成された受信信号を復号する復号処理
   手段とをさらに具備することを特徴とする無線装置。
5. 【請求項５】 少なくとも１つのアンテナと、１つの無
   線回路とを具備した無線機本体と、 少なくとも１つのアンテナと、少なくとも１つの無線回
   路とを有し、前記無線機本体に着脱可能な周辺機器とを
   備え、前記無線機本体は、 前記周辺機器が無線機本体に装着された場合に、前記周
   辺機器の無線回路を認識して、信号の伝達を可能にする
   接続手段をさらに有し、 前記周辺機器は、前記接続手段によって認識された無線
   機本体の無線回路を経由した受信信号と、前記周辺機器
   の無線回路を経由した受信信号とを合成する合成手段を
   さらに有することを特徴とする無線装置。
6. 【請求項６】 ２つ以上のアンテナと、１つの無線回路
   とを具備した無線機本体と、 少なくとも１つの無線回路を具備し、前記無線機本体に
   着脱可能な周辺機器とを備え、前記無線機本体は、 前記周辺機器が無線機本体に装着された場合に、前記周
   辺機器の無線回路を認識して、信号の伝達を可能にする
   接続手段をさらに有し、 前記周辺機器は、 前記前記接続手段によって認識された無線機本体の無線
   回路を経由した受信信号と、前記周辺機器の無線回路を
   経由した受信信号とを合成する合成手段をさらに有する
   ことを特徴とする無線装置。
7. 【請求項７】 Ｎ個（Ｎ≧２）のアンテナと、前記Ｎ個
   のアンテナで受信された信号に対して高周波信号処理を
   施すＮ個の第１無線回路と、前記高周波信号処理された
   受信信号に対してさらに低周波変換処理を行う１つの第
   ２無線回路とを有する無線機本体と、 （Ｎ−１）個の第２無線回路を有し、前記無線機本体に
   着脱可能な周辺機器とを備え、前記無線機本体は、 前記無線機本体に前記周辺機器が装着された場合に、前
   記周辺機器の第２無線回路を認識し、信号の伝達を可能
   にする接続手段をさらに有し、 前記周辺機器は、前記接続手段を経由して伝達された前
   記無線機本体の第２無線回路を経由した１つの受信信号
   と、前記周辺機器の第２無線回路を経由した（Ｎ−１）
   個の受信信号とを合成する合成手段をさらに有すること
   を特徴とする無線装置。
8. 【請求項８】 前記無線機本体の合成手段は、前記無線
   機本体に与えられる駆動ソフトウェアによって、その制
   御内容を書き換えられることを特徴とする請求項１〜４
   記載の無線装置。
9. 【請求項９】 前記周辺機器の合成手段の制御内容は、
   当該周辺機器が無線機本体に付加されたときに、前記無
   線機本体に与えられる駆動ソフトウェアによって書き換
   え可能であることを特徴とする請求項５〜７に記載の無
   線装置。
10. 【請求項１０】 前記無線機本体は、表示部をさらに有
    し、前記アンテナおよび無線回路によって形成される指
    向性ビームのビームパターンを表示することを特徴とす
    る請求項１〜９に記載の無線装置。
11. 【請求項１１】 前記無線機本体は、表示部をさらに有
    し、前記アンテナおよび無線回路のうち現在使用中のア
    ンテナおよび／あるいは無線回路を表示することを特徴
    とする請求項１〜９に記載の無線装置。
12. 【請求項１２】 前記無線機本体は、メッセージ送信機
    能をさらに有し、前記無線機本体内で作成され変調され
    たメッセージは、前記無線装置のアンテナを介して送信
    されることを特徴とする請求項１〜１１に記載の無線装
    置。