JP2008099113A

JP2008099113A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2008099113A
Application number: JP2006280162A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Hara; 和敏原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-04-24

Abstract

【課題】無線通信装置において、無線通信装置内蔵の固定アンテナに加え、取り外し可能な外部アンテナを持つ場合がある。このときに、アンテナ検出専用のハードウェア回路の追加なしで、外部アンテナが接続されていることを検出する。
【解決手段】固定アンテナと取り外し可能な外部アンテナを切り替え、それぞれに対して周辺探索をし、その結果を比較することによって、外部アンテナを検出する。
【選択図】図６

Description

本発明は、固定アンテナに加え、取り外し可能な外部アンテナを持つ無線通信装置に関する。

携帯電話機のような無線機器を車両等に搭載する場合に、無線機器に装備された固定アンテナに加えて、車両に装備された外部アンテナが接続される場合がある。

また、無線LAN端末においても、同様に無線LAN端末内蔵の固定アンテナに加え、取り外し可能な外部アンテナを使う場合がある。

このようなときに、外部アンテナが接続されている場合は、固定アンテナではなく外部アンテナを利用したほうがアンテナ利得を稼ぐことができ、良好な通信が行える。また、外部アンテナが接続されてない場合は、固定アンテナを利用する通信をしたい。

ここで問題となるのが、外部アンテナが接続されていることをどのようにして検出するかということである。

外部アンテナが接続されていることを検出する手段はいくつか提案されている。たとえば、特許文献1のように物理的にアンテナ検出用のスイッチを設けるもの、特許文献2のように外部アンテナが接続された場合とはずされた場合の反射電力の差によってアンテナ検出をする方法などがある。また、ユーザにメニューで利用アンテナを選択させることによる方法も使われている。
特開2005-109560号公報特開平9-135199号公報

従来の外部アンテナ検出方法は、特許文献1、2のようにハードウェアによるものがほとんどであり、アンテナ検出専用のハードウェア回路の追加が必要になり、構成が複雑になるという問題があった。

さらに、外部アンテナが接続されていることをユーザによって、メニューから選択する方法では、ユーザの設定ミスにより間違ったアンテナが選択されるなどの問題があった。

さらに、アンテナダイバーシチを用いて、明示的にアンテナ切り替えを行わずに通信する方法、すなわち、通信中に２つのアンテナを切り替え、良好なアンテナを選択する方法では、外部アンテナがついてない場合に通信スループットが低下する問題があった。

本発明は、上記問題を解決するため、アンテナ検出用のハードウェア回路を追加することなく、既存のハードウェア構成を用い、アンテナ検出を適切におこなう無線通信装置を提供する。

本発明は、固定アンテナと取り外し可能な外部アンテナを切り替え、それぞれに対して周辺探索をし、その結果を比較することによって、外部アンテナの接続されていることを検出する。

本発明によれば、ネットワーク接続開始時にアンテナ検出をおこなうため、適切なアンテナに設定できる。

以下、添付図面に従って本発明に係る各実施例を説明する。各実施例で共通している特徴は、固定アンテナと取外し可能な外部アンテナを持つ無線通信装置構成において、外部アンテナが接続されている場合には、外部アンテナに切り替え、外部アンテナが接続されてない場合には、固定アンテナに切り替えることである。

まず、各実施例で共通に用いる図について説明する。図1は、無線通信装置内蔵の固定アンテナのみが接続されている無線通信装置の構成である。無線部100は無線通信に関する処理をおこなう。Ant SW101はアンテナスイッチであり、無線部からのRF信号107をアンテナへの信号線102,104に切り替える機能を持つ。また、Ant SW101は無線部からの制御線106によってRF信号107の切り替えをおこなう。内蔵の固定アンテナ103は、アンテナへの信号線102を介して、Ant SW101に接続されている。外部アンテナコネクタ105はアンテナへの信号線104を介してAnt SW101に接続される。外部アンテナコネクタ105は外部アンテナと接続できるようになっている。

図２は、無線通信装置内蔵の固定アンテナと外部アンテナが接続されている無線通信装置の構成である。外部アンテナ108は、外部アンテナコネクタ105に接続されている。

図３は、アンテナ切り替えを行うフローチャートである。このアンテナ切り替えを行うフローチャートはStart S300から開始され、S301に移行する。S301ではAnt SW 101を固定アンテナへの信号線102に切り替える。次にS302に移行するが、ここでIEEE802.11規格のProbe Requestを発行し、Probe Responseを受けることにより接続先を探索する。次にS303に移行し、Ant SW 101を外部アンテナへの信号線104に切り替える。次にS304に移行するが、ここでIEEE802.11規格のProbe Requestを発行し、Probe Responseを受ける。次に、S302, S304の結果から、S305, S307, S309, S311に移行する。

固定アンテナへの切り替え、外部アンテナへの切り替えとも接続先が発見できた場合であって、かつ、外部アンテナでのProbe ResponseのSNR値が固定アンテナでのProbe ResponseのSNR値＋閾値Nより大きい場合は、S305に移行する。そして、S306でAnt SW 101を外部アンテナへの信号線104に切り替え、S313に移行し、接続先が発見できたことを通知する。

固定アンテナへの切り替え、外部アンテナへの切り替えとも接続先が発見できた場合であって、かつ、外部アンテナでのProbe ResponseのSNR値が固定アンテナでのProbe ResponseのSNR値＋閾値N以下の場合は、S305Aに移行する。そして、S306AでAnt SW 101を固定アンテナへの信号線102に切り替え、S313に移行し、接続先が発見できたことを通知する。

固定アンテナへの切り替えで接続先を発見し、外部アンテナへの切り替えで接続先が発見できなかった場合は、S307に移行する。そして、S308でAnt SW 101を固定アンテナへの信号線102に切り替え、S313に移行する。接続先が発見できたことを通知する。

固定アンテナへの切り替えで接続先を発見できず、外部アンテナへの切り替えで接続先が発見できた場合は、S309に移行する。そして、S310でAnt SW 101を外部アンテナへの信号線104に切り替え、S313に移行する。接続先が発見できたことを通知する。

固定アンテナへの切り替え、外部アンテナへの切り替えとも接続先が発見できなかった場合は、S311に移行する。そして、S312でAnt SW 101を固定アンテナへの信号線102に切り替え、S313に移行する。接続先が発見できなかったことを通知する。

図１は、本実施形態における外部アンテナは接続されてない状態の無線通信装置の構成である。図４は本実施形態における無線ネットワークの構成例である。相手機器Ａ 401はネットワーク403を形成している。ここで、相手機器Ａ 401はIEEE802.11規格のインフラネットワークにおけるアクセスポイントもしくはアドホックネットワークにおけるステーションである。

無線通信装置400が、外部アンテナの検出をした後に、相手機器Ａ401の無線ネットワークに接続する手順を図５に従って説明する。なお、無線通信装置400は図３のフローチャートに従って動作する。

まず、図３のS301から、Ant SW101を固定アンテナへの信号線102に切り替え、S302のように接続先を探索する。この処理は、図５のS500とS501のIEEE802.11規格のProbe Requestパケットを投げることによって行われる。このパケットS501に対し、相手機器Ａ 401はIEEE802.11規格のProbe Responseパケットを図５のS502のように返す。

次に、図３のS303から、Ant SW101を外部アンテナへの信号線104に切り替え、S304のように接続先を探索する。この処理は図５のS504とS505のIEEE802.11規格のProbe Requestパケットを投げることによって行われるが、本実施形態では、外部アンテナ108が接続されていないため、電波が無線通信装置からほとんど出力されない。

図３では、固定アンテナに切り替えた時のみ、接続先である相手機器Ａ 401からIEEE802.11規格のProbe Responseパケットが返ってくる。そのため、S307に遷移し、S308のようにAnt SW101は固定アンテナへの信号線102に切り替え、接続を開始する。この処理は図５のS506にあたる。図５では、S507のIEEE802.11規格のAssociation Requestを出して接続を要求している。

図２は、本実施形態における外部アンテナが接続されている状態の無線通信装置の構成である。図４は本実施形態における無線ネットワークの構成例である。相手機器Ａ401はネットワークを形成している。ここで、相手機器Ａ401はIEEE802.11規格のインフラネットワークにおけるアクセスポイントもしくはアドホックネットワークにおけるステーションである。

無線通信装置400が、外部アンテナの検出をした後に、相手機器Ａ401の無線ネットワークに接続する手順を図６に従って説明する。なお、無線通信装置400は図３のフローチャートに従って動作する。

まず、図３のS301から、Ant SW101を固定アンテナへの信号線102に切り替え、S302のように接続先を探索する。この処理は、図６のS600とS601のIEEE802.11規格のProbe Requestパケットを投げることによって行われる。このパケットS601に対し、相手機器Ａ401はIEEE802.11規格のProbe Responseパケットを図６のS602のように返す。

次に、図３のS303から、Ant SW101を外部アンテナへの信号線104に切り替え、S304のように接続先を探索する。この処理は図６のS604とS605のIEEE802.11規格のProbe Requestパケットを投げることによって行われる。このパケットS605に対し、相手機器Ａ401はIEEE802.11規格のProbe Responseパケットを図６のS606のように返す。

図３では、固定アンテナに切り替えた時と、外部アンテナに切り替えた時、共に接続先である相手機器Ａ401からIEEE802.11規格のProbe Responseパケットが返ってきている。そのため、S305もしくはS305Aに遷移する。外部アンテナに切り替えた時のIEEE802.11規格のProbe Responseの受信SNRが固定アンテナの受信SRN＋閾値Nよりも大きいので、S306のようにAnt SW101は外部アンテナへの信号線104に切り替え接続を開始する。この処理は図６のS608にあたる。図６では、S609のIEEE802.11規格のAssociation Requestを出して接続を要求している。

図７は本実施形態における無線ネットワークの他の構成例である。無線通信装置700はIEEE802.11規格のアドホックネットワーク702を形成している。

相手機器Ａ701が無線通信装置700の無線ネットワーク702に接続したことをトリガに、無線通信装置700がアンテナ切り替えをする手順を図８に従って説明する。なお、無線通信装置700は図３のフローチャートに従って動作する。

まず、図８のS800のように、無線ネットワーク702に相手機器Ａ701が接続する。このことを無線通信装置700で検知し、図３の処理をおこなう。図３のS301から、Ant SW101を固定アンテナへの信号線102に切り替え、S302のように接続先を探索する。これは、図８のS801に相当する。ここでいう接続先とは無線通信装置700と相手機器Ａ701の属する無線ネットワーク702のことである。この処理は、図８のS802にあるようにIEEE802.11規格のProbe Requestパケットを投げることによって行われる。このパケットS802に対し、相手機器Ａ701はIEEE802.11規格のProbe ResponseパケットS803を返す。

次に、図３のS303から、Ant SW101を外部アンテナへの信号線104に切り替え、S304のように接続先を探索する。これは、図８のS804に相当する。この処理は図８のS805にあるようにIEEE802.11規格のProbe Requestパケットを投げることによって行われる。このパケットS805に対し、相手機器Ａ701はIEEE802.11規格のProbe ResponseパケットS806を返す。

図３では、固定アンテナに切り替えた時と、外部アンテナに切り替えた時、ともに接続先である相手機器Ａ701のネットワークからIEEE802.11規格のProbe Responseパケットが返ってくる。そして、外部アンテナでのProbe Requestパケットの受信SNRが固定アンテナの受信SNR＋閾値よりも大きいため、S305に遷移する。S306のようにAnt SW101は外部アンテナへの信号線104に切り替える。この処理は、図８におけるS807で行われる。

以上のように上記説明によれば、アンテナ切り替え方法に関して、以下の効果がある。

１．ユーザが外部アンテナを使う場合にメニューからアンテナを切り替える方式では、ユーザの設定誤り、設定し忘れなどにより通信できない不具合が出てしまうケースがある。本発明ではネットワーク接続開始時にアンテナ検出をおこなうため、適切なアンテナに設定できる。

２．ハード的にアンテナ検出回路を設ける方法では追加ハードウェアが必要となり、コストアップにつながる。本発明ではハード的な追加回路は必要なく、アンテナ検出を行える。

３．アンテナダイバーシチを用いる方法では、外部アンテナがついてない場合に通信スループットが低下する。また、この方法では、受信回路にアンテナダイバーシチ機能を追加するため、コストアップにつながる。本発明では、通信中は片方のアンテナに固定しているため、通信スループット低下はおこらない。とともにアンテナダイバーシチ機能を追加することなくアンテナ検出を行える。

無線通信装置における外部アンテナ未接続の構成図無線通信装置における外部アンテナ接続の構成図無線ネットワークへの接続時のフローチャート１（実施形態１）と（実施形態２）における無線ネットワークの構成図（実施形態１）における動作シーケンス（実施形態２）における動作シーケンス（実施形態３）における無線ネットワークの構成図（実施形態３）における動作シーケンス

符号の説明

100 無線部
101 アンテナスイッチ
102 信号線
103 固定アンテナ
104 信号線
105 外部アンテナコネクタ
106 制御線
107 RF信号

Claims

固定アンテナに加え、取り外し可能な外部アンテナを持つ無線通信装置において、固定アンテナにアンテナスイッチを切り替え、周辺探索をするステップと、取り外し可能な外部アンテナにアンテナスイッチを切り替え、周辺探索をするステップと、上記の２つのステップの探索結果を比較することにより外部アンテナが接続されていることを検出する手段とを具備することを特徴とする無線通信装置。
請求項１の無線通信装置において、固定アンテナにアンテナスイッチを切り替え、周辺探索をするステップと、取り外し可能な外部アンテナにアンテナスイッチを切り替え、周辺探索をするステップと、上記の２つのステップの探索結果を比較することにより外部アンテナがはずされたことを検出する手段とを具備することを特徴とする無線通信装置。
請求項１の無線通信装置において、ネットワークへの接続をトリガにし、請求項１の手段を行うことを特徴とする無線通信装置。
請求項１の無線通信装置において、通信相手の端末がネットワークに参加したことをトリガにし、請求項１の手段を行うことを特徴とする無線通信装置。
請求項1の周辺探索は、IEEE802.11規格のProbe Requestパケットを送信し、Probe Responseパケットを受信することで行われることを特徴とする無線通信装置。
請求項1の探索結果の比較は、受信したIEEE802.11規格のProbe Responseパケットに接続先のESSIDが含まれているかによって判断されることを特徴とする無線通信装置。
請求項1の探索結果の比較は、受信したIEEE802.11規格のProbe Responseパケットの受信SNRもしくは受信電界強度を基準にすることによって行われることを特徴とする無線通信装置。