JP2009017332A - 無線通信システムの診断方法、無線機器、およびコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線システムを特別な装置を用いないで診断する方法を提供する。
【解決手段】
無線機器には、互いに異なる周波数帯でネットワークとの無線通信が可能な第１の無線通信システム３２および第２の無線通信システム３０を搭載する。無線機器は、第１の無線通信システムから第１の周波数の基準信号を放射し、第２の無線通信システムによって基準信号に対するスプリアス信号の電力を測定する。そして、その測定された受信電力値を評価することによって、第１の無線通信システムからの放射および第２の無線通信システムによる受信が正常か否かを評価する。スプリアス信号として、基準信号の第ｎ高調波もしくは第１／ｎ低調波を利用する。無線通信システムが正常でない原因には、ポップアップ・アンテナが引き出されていないことも含まれる。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信システムの状態を診断する技術に関し、さらに詳細には無線機器に搭載された実用上の無線通信システムを用いて無線通信システムの状態を自己診断する技術に関する。

無線によるデータ通信システムは、ノートブック型パーソナル・コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）やＰＤＡなど、多くの可搬式情報端末機器に搭載されている。加えて、無線ＬＡＮ、無線ＷＡＮ、ブルートゥース（登録商標）、ワンセグ（地上波デジタル・テレビ放送の携帯電話・移動体端末向け１セグメント部分受信サービス）、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）など、複数の無線通信システムを１台の情報端末機器に搭載したものも既に珍しくなくなりつつある。特に最近は、無線ＬＡＮと無線ＷＡＮとを１台のノートＰＣに搭載し、屋内では無線ＬＡＮに接続し、屋外では無線ＷＡＮに接続するシステムも普及しつつある。

無線ＬＡＮは、住宅内や事務所内などのような１００ｍ程度の短い通信距離における利用を前提とする無線データ通信である。それに対して無線ＷＡＮは、無線ＬＡＮより長い通信距離で無線データ通信を可能とするものである。第二世代携帯電話のＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）、および第三世代携帯電話のＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）、ＣＤＭＡ２０００１ｘなどが、無線ＷＡＮの通信モジュールとして使用されることもある。その一方で、高速通信用の光回線およびメタル回線の敷設が困難な地域におけるいわゆるラストワンマイルの接続手段として期待される、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４）などの方式もある。

これらの無線通信を行うために、無線機器がポップアップ・アンテナを備える場合がある。筐体への収納が可能なポップアップ・アンテナを備える無線機器では、無線通信システムが所定の性能を発揮するために、ポップアップ・アンテナを引き出しておく必要がある。ポップアップ・アンテナが引き出されているか否かを検出する技術としては、たとえば以下のような技術がある。特許文献１は、同一周波数帯域の送信用アンテナと受信用アンテナとを備える通信機器で、送信用アンテナから自己診断用の信号を送信し、それを受信用アンテナで受信して評価するという方法について記載している。特許文献２および３は、光スイッチなどの手段によってアンテナが収納されている状態を検出する方法について記載している。
特開２００１−３５８６６２号公報 特開平５−９５３１３号公報 特開平７−１６２３５６号公報

無線ＬＡＮ用のアンテナは、ノートＰＣのディスプレイ側の筐体に、外部に露出しないように内蔵されることが多い。それに対して無線ＷＡＮ用のアンテナはポップアップ・アンテナとしてノートＰＣの筐体に取り付けられることが多い。これは、無線ＷＡＮに使用される電波の波長が無線ＬＡＮのそれと比べて長いこと、および無線ＷＡＮに使用される電波の電界強度が無線ＬＡＮのそれと比べて小さいことなどに起因する。

ポップアップ・アンテナを使用する無線機器は、アンテナが筐体から完全に引き出された状態において、所定の性能を得られるように設計される。アンテナは筐体に収納された状態では筐体内部の金属部品に接近したり長さが足りなかったりして所定の性能が得られない。そのため、ユーザは、無線ＷＡＮを使用するときにはポップアップ・アンテナを筐体から完全に引き出し、ポップアップ・アンテナを筐体に収納するのはノートＰＣを持ち運ぶときや無線ＬＡＮだけを使用するときなどに限定することが望ましい。

しかし、無線ＷＡＮを使用するときにユーザがポップアップ・アンテナを引き出すことを忘れると、無線ＷＡＮはポップアップ・アンテナの性能が不足して十分なアンテナ利得を得られないので、無線ＷＡＮへの接続が不安定になったり、データ転送速度が低下したりするなどして通信品質が低下することになる。しかもこのような場合、ユーザはデータ転送速度の低下がポップアップ・アンテナを引き出さないためであることに気付かないことが多い。

この問題を解決するために、アンテナが受信している無線ＷＡＮ基地局からの信号強度を測定してポップアップ・アンテナが筐体から引き出されているか否かを検出することも考えられる。しかし、基地局との距離および電波状態などはユーザの使用環境で皆異なるため、信号強度が弱い場合にそれがポップアップ・アンテナが引き出されていないためか、それとも基地局からの電波が弱いためかを区別することが困難である。

また、ノートＰＣに取り付けられたアンテナで、同一周波数帯域の送信用アンテナと受信用アンテナとが分かれていれば、特許文献１にある方法を適用することができる。しかし、送信用アンテナと受信用アンテナを１つのアンテナで共用することも多くあり、その場合には特許文献１の方法を適用することはできない。さらに、特許文献２および３にあるようなスイッチをポップアップ・アンテナに取り付けて、筐体から引き出されていない状態を検出することも考えられるが、これだと新たに部品や電気回路を追加する必要があるのでコストアップを招き、既に高密度に部品が実装されている筐体内部のスペースを圧迫する。

そこで本発明の目的は、無線機器に搭載された無線通信システムの状態を特別な装置を用意しないで正確に診断する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、ポップアップ・アンテナを含む無線通信システムの状態を特別な装置を用意しないで正確に診断する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような方法を実行する無線機器およびコンピュータ・プログラムを提供することにある。

第１の無線通信システムと第２の無線通信システムは、ともにネットワークとの無線通信が可能である。したがって、これらは診断用の無線通信システムを含んでおらず、ともに当該無線機器において実用に供されるものである。第１の無線通信システムと第２の無線通信システムは、異なる周波数帯で無線通信を行う。したがって、相互間で無線通信を行うことはできない。第１の無線通信システムから第１の周波数の基準信号を放射し、第２の無線通信システムによって基準信号に対するスプリアス信号の電力を測定する。そして、その測定されたスプリアス信号の電力値を評価することによって、第１の無線通信システムからの電波の放射および第２の無線通信システムによる電波の受信がシステムの正常な動作状態の下で行われたか否かを診断する。

スプリアス信号の周波数は、基準信号の周波数に対してｎ倍の高調波または１／ｎ倍の低調波として放射され、また、スプリアス信号の送信電力は基準信号の送信電力に対して一定の関係で放射される。同一の機器に搭載された２つの無線通信システム間では、アンテナ間の距離が一定になるので、スプリアス信号を受信して電力値を評価することで、無線通信システムの状態を診断することができる。電力値の評価は、第１の無線通信システムと第２の無線通信システムがアンテナの状態も含めて正常に稼働しているときのスプリアス信号の電力値に基づいて設定した基準値と比較することでもよい。

基準信号として変調されていない搬送波を使用すれば、受信する信号の周波数にスプリアス信号のノイズとなる信号が混入しないので望ましい。この診断方法では、評価する電力値が基準信号に対するスプリアス信号の電力値であるか否かを確認することが望ましい。そのためには、第２の無線通信システムの周波数帯に含まれ、かつスプリアス信号の周波数とは異なる周波数の信号の電力値を評価して、スプリアス信号にノイズが重畳していないかどうかを判断するとよい。さらには、基準信号を可変長符合化して放射し、評価するスプリアス信号の電力値が同じ規約で可変長符合化されているか否かを検査するとよい。

このスプリアス信号として、基準信号の周波数のｎ倍の高調波、もしくは１／ｎ倍の低調波を利用すれば、スプリアス信号の電力が大きく、さらに、基準信号の周波数に対するスプリアス信号の周波数を予測しやすいので望ましい。また、測定された電力値に対して評価が行われた結果に基づいて異常があると判断した場合は、ユーザにメッセージを出力するようにしてもよい。異常の原因としては、アンテナがポップアップ・アンテナである場合にそれが引き出されていないことや、第１の無線通信システムおよび第２の無線通信システムまたはそのいずれかに異常があることが考えられる。したがって、メッセージはユーザに第１または第２の無線通信システムのアンテナを調整するよう促すもの、または無線通信システムに異常があることを示すものなどがある。

本発明により、無線機器に実装された無線通信システムの状態を特別な装置を用意しないで正確に診断する方法を提供することができた。さらに本発明により、ポップアップ・アンテナを含む無線通信システムの状態を特別な装置を用意しないで正確に診断する方法を提供することができた。さらに本発明により、そのような方法を実行する無線機器およびコンピュータ・プログラムを提供することができた。

図１は、本発明の一つの実施の形態にかかるノートＰＣ１０の外観を示す斜視図である。図１は、ノートＰＣ１０を開いてユーザが使用する状態を示している。また、図１は本発明の説明に直接関係ない部分（たとえばキーボードなど）の記載を簡略化している。ノートＰＣ１０は、表面にキーボードおよびポインティング・デバイスを搭載し内部に多くの電子デバイスを収納したメイン筐体１１と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１５を搭載したディスプレイ側筐体１３とで構成される。ディスプレイ側筐体１３は、メイン筐体１１に対して開閉自在に取り付けられている。ノートＰＣ１０を開いてユーザが使用する状態においてディスプレイ側筐体１３の上面付近には、無線ＬＡＮに使用される無線ＬＡＮアンテナ１７が内蔵されている。無線ＬＡＮアンテナ１７は、１つの素子が送信用と受信用とを兼用する。

さらにディスプレイ側筐体１３の上面には、無線ＷＡＮに使用される無線ＷＡＮアンテナ１９が取り付けられる。無線ＷＡＮアンテナ１９は、棒状のロッド１８の引き出しおよび収納が自在なポップアップ・アンテナである。無線ＷＡＮアンテナ１９は、ロッド１８が筐体から引き出された状態において、所定の性能が得られるように設計されている。図１においては、ロッド１８が筐体から引き出された状態を破線で示している。無線ＷＡＮアンテナ１９も、送信用と受信用とを１つの素子が兼用する。また、無線ＷＡＮアンテナ１９は、ロッド１８を完全に引き出した状態で固定できるような構造になっている。したがって、無線ＷＡＮアンテナ１９にはロッド１８がすべて筐体から引き出された状態と、ロッド１８がすべて筐体に収納された状態の２通りの状態だけが存在するものとして、以後の説明を行う。ただし、本発明は、ロッド１８が途中で固定できるポップアップ・アンテナに適用することもできる。

図２は、ノートＰＣ１０のハードウェアの概略構成を示すブロック図である。ＣＰＵ２１は、ノートＰＣの中枢機能を担う演算処理装置で、ＯＳ、ＢＩＯＳ、デバイス・ドライバ、あるいはアプリケーション・プログラムなどを実行する。ＣＰＵ２１は、ＣＰＵブリッジ２３およびＩ／Ｏブリッジ２５を中心に構成されるチップセットにさまざまなバスを経由して接続された各デバイスを制御する。

ＣＰＵブリッジ２３は、メイン・メモリ２７へのアクセス動作を制御するためのメモリ・コントローラ機能や、ＣＰＵ２１と他のデバイスとの間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッファ機能などを含む。メイン・メモリ２７はＣＰＵ２１に接続され、ＣＰＵ２１が実行するプログラムの読み込み領域、処理データを書き込む作業領域として利用される書き込み可能メモリである。ビデオ・コントローラ２９はＣＰＵ２１に接続され、ビデオ・チップ（図示せず）およびＶＲＡＭ（図示せず）を実装しており、ＣＰＵ２１からの描画命令を受けて描画すべきイメージを生成してＶＲＡＭに書き込み、ＶＲＡＭから読み出したイメージを描画データとしてＬＣＤ１５に送る。

無線ＬＡＮモジュール３１および無線ＷＡＮモジュール３３は、それぞれＩ／Ｏブリッジ２５に接続される。無線ＬＡＮモジュール３１は、ディスプレイ側筐体１３に実装された無線ＬＡＮアンテナ１７に接続され、無線ＷＡＮモジュール３３は、ディスプレイ側筐体１３に実装された無線ＷＡＮアンテナ１９に接続される。これによって、無線ＬＡＮモジュール３１および無線ＷＡＮモジュール３３は、それぞれの周波数帯域で無線データ通信を行うことが可能である。

またＩ／Ｏブリッジ２５は、シリアルＡＴＡインターフェイスおよびＵＳＢインターフェイス（図示せず）としての機能も含み、シリアルＡＴＡを介してハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）３５、および光学ドライブ（図示せず）などと接続される。ＨＤＤ３５には、ＯＳ、デバイス・ドライバ、あるいはアプリケーション・プログラムなどが格納される。さらにＩ／Ｏブリッジ２５には、ＬＰＣバス３７を介してエンベデッド・コントローラ３９、Ｉ／Ｏコントローラ４１などが接続されている。エンベデッド・コントローラ３９は電源装置４３などを制御し、またＩ／Ｏコントローラ４１にはキーボードやマウスなどからなる入力部（図示せず）が接続される。

なお、図１および図２は本実施の形態を説明するために、本実施の形態に関連する主要なハードウェアの構成および接続関係を簡略化して記載したに過ぎないものである。ここまでの説明で言及した以外にも、ノートＰＣ１０を構成するには多くのデバイスが使われるが、それらは当業者には周知であるので、ここでは詳しく言及しない。図で記載した複数のブロックを１個の集積回路もしくは装置としたり、逆に１個のブロックを複数の集積回路もしくは装置に分割して構成したりすることも、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。

図３は、本実施の形態に関連するソフトウェアおよびハードウェアの構成を示すブロック図である。ＨＤＤ３５にインストールされたＯＳ１０３、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１、無線ＬＡＮドライバ１０５、無線ＷＡＮドライバ１０７は、ノートＰＣ１０が起動されるとメイン・メモリ２７に読み込まれ、ＣＰＵ２１によって実行される。無線ＬＡＮ／ＷＡＮ管理アプリケーション１０１は、ＯＳ１０３上で実行されるアプリケーション・プログラムであり、メイン・メモリ２７に常駐してこれから説明する無線通信システムの診断機能を実行する。なお、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１と各デバイス・ドライバの間のデータもしくはコマンドのやりとりには、すべてＯＳ１０３が介在する。

無線ＬＡＮドライバ１０５は、無線ＬＡＮモジュール３１に対応したデバイス・ドライバである。無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は、無線ＬＡＮドライバ１０５を経由して無線ＬＡＮモジュール３１を制御することにより無線ＬＡＮへの接続、切断、および再接続などを行うことができる。また、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は無線ＬＡＮドライバ１０５を通じて、無線ＬＡＮモジュール３１に現在発信している信号や受信している信号の周波数と電力強度を照会して取得することもできる。なお、無線ＬＡＮモジュール３１と無線ＬＡＮアンテナ１７とを合わせて無線ＬＡＮシステム３０という。

無線ＷＡＮドライバ１０７は、無線ＷＡＮモジュール３３に対応したデバイス・ドライバである。無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は無線ＷＡＮドライバ１０７を通じて無線ＷＡＮモジュール３３を制御することにより無線ＬＡＮへの接続、切断、および再接続などを行うことができる。また、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は無線ＷＡＮドライバ１０７を通じて、無線ＷＡＮモジュール３３に現在発信している信号や受信している信号の周波数と電力強度を照会して取得することもできる。なお、無線ＷＡＮモジュール３３と無線ＷＡＮアンテナ１９とを合わせて、無線ＷＡＮシステム３２という。

本実施の形態では、無線ＬＡＮは２．４ＧＨｚ帯（２４００〜２５００ＭＨｚ）を使用し、無線ＷＡＮはＧＳＭ８５０（上り８２４〜８４９ＭＨｚ）の周波数帯を使用する。ただし、これらの周波数帯は本発明を実施する上での一例である。無線ＬＡＮおよび無線ＷＡＮは、割り当てられた周波数帯域の中に複数のチャンネルが設定されており、各々のチャンネルには中心周波数と帯域幅が規定されている。無線ＬＡＮシステム３０および無線ＷＡＮシステム３２が放射する信号の周波数は、原則として各々の周波数帯域の中に設定された各チャンネルの周波数に対応する。しかし、無線ＬＡＮシステム３０および無線ＷＡＮシステム３２が受信する信号周波数は、チャンネルに設定された中心周波数に限定されず、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は周波数帯域に含まれる任意の周波数の電波信号を受信し、その周波数の電力強度を取得することができる。また、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は開始位置と終了位置の周波数を指定して、その間の周波数における信号の電力を所定の周波数間隔でスキャンして、周波数毎の受信電力値を取得し周波数特性を求めることができる。

いま、無線ＷＡＮシステム３２が、ＧＳＭ８５０の周波数帯域の下限付近にあるチャンネル１２８に対応する中心周波数が８２４．２ＭＨｚの信号を既定の出力で放射するものとする。この信号は搬送波のみであり、変調による周波数成分を含まない。無線ＬＡＮシステム３０は、周波数帯域が異なるので、この８２４．２ＭＨｚの信号を直接受信することはない。しかし、８２４．２ＭＨｚの信号の無線ＷＡＮアンテナ１９からの放射に伴って、必要周波数帯の外側の周波数帯域からスプリアス信号も同時に放射される。８２４．２ＭＨｚの信号は変調による周波数成分を含まないので、第ｎ高調波もしくは第１／ｎ低調波が他の周波数成分とは区別できるように発生する。そして、８２４．２ＭＨｚの第３高調波である２４７２．６ＭＨｚの信号は、本実施の形態の無線ＬＡＮで使用される周波数帯域に含まれるので、無線ＬＡＮシステム３０によって受信することが可能である。

なお、ＷＲＣ（世界無線通信会議）において無線設備のスプリアス発射の強度の許容値に関する無線通信規則が改正されたことを受けて、日本国内では平成１７年１２月に無線設備のスプリアス発射の強度の許容値に係る技術基準等の関係省令及び関係告示が改正されている。その中では、必要周波数帯域の外に生じた発射を総称して不要発射といい、不要発射の中で帯域外発射とスプリアス発射とを定義している。しかし、本明細書においては、必要周波数帯域以外に発射された信号を総称してスプリアス信号という。したがって、ｎ次高調波および１／ｎ次低調波は、次数に限らずいずれもスプリアス信号である。

無線ＷＡＮモジュール３３、無線ＷＡＮアンテナ１９、無線ＬＡＮモジュール３１および無線ＬＡＮアンテナ１７は、すべてノートＰＣ１０に実用の無線システムとして搭載されているものであり、無線通信システムの診断用に搭載するものではない。無線ＷＡＮアンテナ１９の送信電力とアンテナ利得をそれぞれＰｔ、Ｇｔとし、無線ＬＡＮアンテナ１７の受信電力とアンテナ利得をそれぞれＰｒ、Ｇｒとし、両アンテナ間の伝搬損失をＬｐとすれば、Ｐｒ＝Ｐｔ−Ｌｐ＋Ｇｔ＋Ｇｒの関係になる。

無線ＷＡＮアンテナ１９が、引き出された状態と収納された状態では、アンテナ利得Ｇｔが変化するが、その他の値はほとんど変化しない。無線ＷＡＮアンテナ１９と無線ＬＡＮアンテナ１７は同じディスプレイ側筐体１３に取り付けられ、その間の距離および両者の位置関係は常に一定である。そのため、無線ＷＡＮシステム３２と無線ＬＡＮシステム３０が正常に稼働し、かつ無線ＷＡＮアンテナ１９から放射される８２４．２ＭＨｚの信号が既知の送信電力Ｐｔで安定していれば、無線ＬＡＮアンテナ１７によって受信された２４７２．６ＭＨｚのスプリアス信号の受信電力Ｐｒも一定の値で安定したものになるはずである。

ここで無線ＷＡＮシステム３２が正常に稼働することの意味には、無線ＷＡＮアンテナ１９のロッド１８が完全に引き出されている状態を含む。また、無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０またはそのいずれか一方が正常に稼働していない場合は、受信電力Ｐｒは正常に稼働していたときの受信電力Ｐｒよりも低下する。本発明において無線通信システムの状態を診断するために、スプリアス信号の受信電力の大きさを利用する。

図４および図５は、無線ＬＡＮアンテナ１７によって受信されたスプリアス信号の受信電力を測定した結果を表す図である。図４および図５は、いずれも同一の出力で８２４．２ＭＨｚの送信信号（以後基準信号という。）を、無線ＷＡＮアンテナ１９から既定の送信電力で出力し、同時に無線ＬＡＮアンテナ１７および無線ＬＡＮモジュール３１によって受信された受信信号の受信電力値を、２４５７±２０ＭＨｚの範囲で所定の周波数間隔でスキャンして得た受信特性である。図４は無線ＷＡＮアンテナ１９のロッド１８を収納した状態で測定し、図５は無線ＷＡＮアンテナ１９のロッド１８を引き出した状態で測定したものである。

図４および図５のいずれも、無線ＬＡＮの２．４ＧＨｚ帯のチャンネル１０（２４５７±１１ＭＨｚ）で使用される受信信号の波形に対応する波形２０１が観測されているが、２４７２．６ＭＨｚ付近にチャネルの信号の波形から孤立したピーク２０３が観測されている。このピーク２０３が、無線ＷＡＮアンテナ１９から放射された基準信号の第３高調波の受信電力と考えられる。波形２０１は図４と図５との間でほぼ同一であるが、ピーク２０３の受信電力値は、ロッド１８が収納されている状態の図４では−１１０ｄＢｍ近辺であるのに対して、ロッド１８が引き出されている状態の図５では−１００ｄＢｍ近辺である。このとき上述の式において、図４と図５の間には、ロッド１８の状態以外には変化はないと考えることができるので、ロッド１８が収納されている状態と引き出されている状態との間で、ピーク２０３の受信電力値には約１０ｄＢｍ程度の違いが発生していると言うことができる。

したがって、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は、無線ＬＡＮアンテナ１７によって受信された２４７２．６ＭＨｚ近辺の受信電力値を無線ＬＡＮモジュール３１に照会して取得し、それがたとえばすべてが正常に稼働するときの無線ＬＡＮアンテナ１７の受信電力値（−１００ｄＢｍ）とロッド１８が収納されているときの無線ＬＡＮ１７の受信電力値（−１１０ｄＢｍ）の中間値である−１０５ｄＢｍの基準値２０７以上であれば、無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０に関わるデバイスすべてが正常に稼働し、かつロッド１８が引き出されている状態であると判断することができる。もし照会して取得した受信電力値が基準値２０７を下回っていれば、それはロッド１８が引き出されていないか、あるいは無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０またはいずれか一方に異常があると考えられる。なお、基準値２０７は、同一型式の無線通信システムを搭載した複数の無線機器における受信電力の実測値に基づいて決定することができる。

この、無線ＷＡＮアンテナ１９から送信した基準信号に対するスプリアス信号を無線ＬＡＮシステム３０によって受信し、その受信電力によって無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０を診断する方法が利用される場面は、主に２通りが考えられている。一つは、ノートＰＣ１０の製造工場において、無線ＷＡＮモジュール３３、無線ＷＡＮアンテナ１９、無線ＬＡＮモジュール３１、無線ＬＡＮアンテナ１７などの、無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０に関わるデバイスの組み立てを検査する場面である。この場面においては、必ず無線ＷＡＮアンテナ１９のロッド１８が引き出されている状態で測定を行うことを検査工程の標準とする。したがって、この状態でスプリアス信号の受信電力値が基準値２０７を下回れば、無線ＷＡＮシステムおよび無線ＬＡＮシステムまたはそのいずれかに異常があると判断することができる。

もう一つは、検査を経て出荷されたノートＰＣ１０をユーザが使用している場面である。無線ＬＡＮシステム３０と無線ＷＡＮシステム３２がいずれもそれぞれのネットワークとの間で通信を行っていない状態であれば、任意のタイミングで診断を開始することができる。この状態でスプリアス信号の受信電力値が基準値２０７を下回った場合の原因の１つは、ロッド１８が引き出されていないことである。その場合はユーザにメッセージを送ってロッド１８が引き出されているか否かを確認させ、引き出されていないときは引き出させるように促す。そして、ロッド１８が引き出されているにもかかわらずスプリアス信号の受信電力値が基準値２０７未満の場合に、無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０に関わるデバイスのいずれかに故障の疑いがあること示すメッセージをユーザに送ることで、ユーザは的確な対応をすることができる。

図６は、本実施の形態において無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１が実行する処理の一例を表すフローチャートである。この処理は、無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０のいずれもが、ネットワークと通信をしていないタイミングで行われる。ここでは、ノートＰＣ１０をユーザが使用している場面を前提とし、無線ＬＡＮシステム３０が動作を停止している状態で、無線ＷＡＮシステム３２がネットワークと通信を開始する直前のタイミングで処理を開始する（ブロック５０１）。他には、ノートＰＣ１０の電源が投入されてＯＳ１０３が起動された直後に処理を開始するようにしてもよい。無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１はあらかじめ基準値２０７を獲得しているものとする。

無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は、ブロック５０３で無線ＷＡＮシステム３２に、基準値２０７を獲得したときと同じ周波数（ここでは８２４．２ＭＨｚ）と送信電力の基準信号を送信させる。この基準信号は、データ信号で変調されていない搬送波である。無線ＷＡＮシステム３２は、この搬送波をモールス符号のように可変長符号化して送るようにしてもよい。無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は、ブロック５０４で無線ＬＡＮシステム３０に基準信号に対するスプリアス信号（ここでは基準周波数の第３高調波の周波数である２４７２．６ＭＨｚ）の周波数を含むチャネルを使用して、その周波数帯域を所定の周波数間隔でスキャンさせ基準信号に対するスプリアス信号を探索させる。このとき、基準信号が可変長符合化されていれば、探索した信号が同じパターンで可変長符合化された信号であるか否かを確認して、基準信号に対するスプリアス信号であることを確認することができる。

無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は、ブロック５０５で無線ＬＡＮシステム３０に、スプリアス信号の受信電力を測定させてその値を取得する。無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は、ブロック５０７で取得したスプリアス信号の受信電力値が基準値２０７を超えているか否かを判断し、超えていればブロック５０９で無線ＷＡＮシステム３２による通信を開始して処理を終了する（ブロック５２１）。

ブロック５０７で、取得したスプリアス信号の受信電力値が基準値２０７を超えていなければ、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ管理アプリケーション１０１は、ブロック５１１で、ユーザに「無線ＷＡＮのポップアップ・アンテナは引き出されていますか？ＮＯの場合はポップアップ・アンテナを引き出してください。」と照会するメッセージをＬＣＤ１５に表示する。ユーザは、メッセージが表示されたときのポップアップ・アンテナの状態を確認して、メッセージに対してＹＥＳまたはＮＯを入力し、さらにＮＯを入力する場合はポップアップ・アンテナを引き出す。ＮＯが入力された場合、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１はブロック５１３で再びスプリアス信号の受信電力値を取得する。このとき再度ブロック５０４で説明したスプリアス信号の確認手順を実行してもよい。

ブロック５１５では、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１はスプリアス信号の受信電力値が基準値２０７を超えているか否かを判断する。ロッド１８が引き出されたことにより、スプリアス信号の受信電力値が基準値２０７を超える状態になれば、ブロック５０９で無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は無線ＷＡＮシステム３２による通信を開始して処理を終了する（ブロック５２１）。ブロック５１５でスプリアス信号の受信電力値が基準値２０７を超えなければ、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１はユーザがポップアップ・アンテナを引き出すまでの時間を考慮して、ブロック５１３〜５１７を一定回数または一定時間繰り返し、スプリアス信号の受信電力値が基準値２０７を超えるまで待つ。

ブロック５１１で、ＹＥＳが入力されたにもかかわらず取得したスプリアス信号の受信電力が基準値２０７を超えない場合は、無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０またはそのいずれかにポップアップ・アンテナに引き出し操作以外の異常があると考えられるので、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１はブロック５１９で「通信系統に異常があります」のメッセージをＬＣＤ１５に表示し、無線ＷＡＮシステム３２の通信を開始せずに処理を終了する（ブロック５２１）。ブロック５１７で、ブロック５１３〜５１７を一定回数または一定時間繰り返してもスプリアス信号の受信電力値が基準値２０７を超えない場合も、同じように無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０またはそのいずれかに異常があると判断して、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１はブロック５１９に進んで異常のメッセージを表示し、無線ＷＡＮシステム３２の通信を開始せずに処理を終了する（ブロック５２１）。

本実施の形態は、無線ＷＡＮシステム３２と無線ＬＡＮシステム３０が正常に稼働し、かつ無線ＷＡＮアンテナ１９のロッド１８が引き出されている状態であれば、無線ＷＡＮアンテナ１９から放射された基準信号に対するスプリアス信号は、無線ＬＡＮシステム３０によって一定の受信電力で受信されることが前提となっている。しかし、ノートＰＣ１０の使用環境によっては、無線ＬＡＮシステム３０が受信しようとしているスプリアス信号と同じもしくは近接した周波数帯域に、外部からノイズが混入することがある。本実施の形態で使用する２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮでは、たとえば電子レンジ、医療機器などがそのようなノイズの発生源となりうる。

図７は、無線ＬＡＮアンテナ１７によって受信されたスプリアス信号の受信電力とノイズの受信電力の関係を説明する図である。受信電力としては図４および図５と同じ波形２０１とピーク２０３が観測されるが、ピーク２０３の周波数ｆ１を含む周波数範囲に、外部からのノイズ２０５が混入している。このようなノイズが混入していると、図６で示したスプリアス信号の受信電力値を基準値２０７と比較して無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０の状態を診断する処理を行うことができない。

スプリアス信号によるピーク２０３が観測される周波数範囲は、周波数ｆ１を含む１０ＭＨｚ以下の比較的狭い範囲である。それに対して電子レンジなどのノイズ２０５の周波数範囲は、一般的に数十ＭＨｚ以上の比較的広い範囲である。そこで、周波数ｆ１の周辺で、かつピーク２０３の周波数範囲に含まれない別の周波数ｆ２における受信電力値を取得し、この受信電力値を基準値２０９と比較する。基準値２０９は、ピーク２０３に対する基準値２０７よりは小さい値であり、周波数ｆ２の信号の受信電力値が基準値２０９より小さければノイズ２０５の影響は問題とはならないと判断できる値である。

周波数ｆ２の信号の受信電力値が基準値２０９より小さければ、ノイズ２０５の影響はないものと判断して、周波数ｆ１の信号の受信電力値と基準値２０７を比較して無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０の状態を診断することができる。しかし周波数ｆ２の信号の受信電力値が基準値２０９より大きければ、ノイズ２０５の影響のため、この方法では無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０の状態を診断することができないので、判断を保留する必要がある。

図８は、本実施の形態において無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１が実行する処理の別の一例を表すフローチャートである。このフローチャートは、図６で示したフローチャートとは多くの処理が同一であるので、同一の処理には同一の参照番号を付けて説明を省略する。図８のフローチャートでは、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１がブロック５５１で基準信号に対するスプリアス信号の周波数ｆ１の近辺にあり、スプリアス信号の周波数帯からわずかに外れた周波数ｆ２の信号の受信電力を測定する。無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は、ブロック５５３で、測定した周波数ｆ２の信号の受信電力値を基準値２０９と比較する。

周波数ｆ２の信号の受信電力値が基準値より小さい場合は、ノイズの影響はないものと判断してブロック５０７に移行する。周波数ｆ２の信号の受信電力値が基準値より大きい場合は、ブロック５５１に戻ってブロック５５３を繰り返しノイズ・レベルが低減するまで待ったり、所定時間経過してもノイズ・レベルが低減しない場合は診断を中止したりしてもよい。この場合は、無線ＷＡＮシステム３２または無線ＬＡＮシステム３０の診断ができないということだけなので、ブロック５０９に移行して無線ＷＡＮシステム３２による無線通信を開始するようにしてもよい。ノイズの有無を判断するための周波数ｆ２は単一の値だけではなく異なる複数の値を選択したり、所定の範囲をスキャンすることで選択したりしてもよい。さらに、無線ＬＡＮ／ＷＡＮ接続管理アプリケーション１０１は無線ＷＡＮシステム３２および無線ＬＡＮシステム３０をそれぞれ制御できるので、無線ＷＡＮシステム３２の送信電力を一時停止し、この期間に無線ＬＡＮシステム３０で周波数ｆ１の信号の受信電力値を取得し、取得した受信電力値を基準値２０９と比較することによりノイズの有無の判断をすることもできる。

以上で述べた実施例は、ＧＳＭ８５０の無線ＷＡＮと２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮとを使用し、無線ＷＡＮ側で８２４．２ＭＨｚの基準信号を放射し、無線ＬＡＮ側でその第３高調波である２４７２．６ＭＨｚの信号の受信電力値を取得するという形で行った。しかし、本発明の実施にあたっては、この実施例の周波数帯域に限定されるものではない。たとえば、実施例とは逆に、無線ＬＡＮシステム３０側で２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの第１３チャンネルの中心周波数に対応する２４７２ＭＨｚの基準信号を放射し、無線ＷＡＮシステム３２でその第１／３低調波である８２４ＭＨｚの信号の受信電力値を取得するという形で行うこともできる。

無線通信で適用される規格、および周波数の割り当ては国や地域、および通信事業者などによって異なる。たとえばＧＳＭ８５０の周波数帯域は現在のところ北米地域で割り当てられているが、それ以外の各国では割り当てられていない。従って、本発明を実施するにあたっては、ノートＰＣ１０を使用する国と地域、および通信事業者に合わせて、使用する基準信号およびそのスプリアス信号の周波数を決定する必要がある。基準信号の周波数は、その無線モジュールが対応する通信規格に基づいて決める必要があるので、割り当てられた周波数帯域の中で基準信号の周波数として選択することが困難な周波数も存在する。しかし、受信側のシステムがスプリアス信号を受信するときには、受信側のシステムに割り当てられた周波数帯域の周波数をスキャンして、任意の受信電力値を取得することができる。

日本では、ＫＤＤＩ株式会社にはＣＤＭＡ２０００シリーズ用に８１５〜８３０ＭＨｚの発信周波数帯域が割り当てられている。この発信周波数帯域を３倍すると２４４５〜２４９０ＭＨｚとなるので、この帯域から発信された信号の第３高調波はすべて２．４ＧＨｚ帯（２４００〜２５００ＭＨｚ）に含まれる。またＮＴＴドコモ株式会社にはＷ−ＣＤＭＡ用に８３０〜８４５ＭＨｚの発信周波数帯域が割り当てられている。この発信周波数帯域を３倍すると２４９０〜２５３５ＭＨｚとなるので、この帯域から発信された信号の第３高調波は一部が２．４ＧＨｚ帯に重なる。

したがって、前述の実施例における北米向けＧＳＭ８５０の無線ＷＡＮを日本向けＣＤＭＡ２０００シリーズもしくはＷ−ＣＤＭＡに置き換えたとしても、第３高調波が２．４ＧＨｚ帯に含まれるように基準信号の発信周波数を選択すれば、前述の実施例と全く同様にして本発明を実施することができる。また、日本ではＷ−ＣＤＭＡ用に１７４９．９〜１７８４．９ＭＨｚ、Ｗ−ＣＤＭＡ用およびＣＤＭＡ２０００シリーズ用に１９２５〜１９８０ＭＨｚの発信周波数帯域も割り当てられているが、これらの発信周波数帯域の第３高調波は５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮモジュールの受信可能範囲である５１５０〜５８４５ＭＨｚに含まれたり一部重なったりするので、同じように基準信号の発信周波数を選択して本発明を実施することができる。

また、無線ＬＡＮおよび無線ＷＡＮ以外にも、ブルートゥース（登録商標）、ワンセグ、ＵＷＢなどを本発明に適用することも可能である。特にＵＷＢは、米国では３．１〜１０．６ＧＨｚで許可され、日本では３．４〜４．８ＧＨｚおよび７．２５〜１０．２５ＧＨｚで許可される見込みなので、広い周波数帯域が使用可能であり、ＵＷＢを利用して他の帯域で発信された信号のスプリアス信号を受信するようにすれば、より多くの種類の無線通信に本発明を適用することができる。たとえばＷｉＭＡＸで割り当てられている２．３〜２．４ＧＨｚ（２．５ＧＨｚ帯）、２．５〜２．７ＧＨｚ（２．５ＧＨｚ帯）、３．３〜３．８ＧＨｚ（３．５ＧＨｚ帯）などといった周波数帯域でもＵＷＢでスプリアス信号を受信することにより、本発明を適用することができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることは言うまでもないことである。

周波数帯域の異なる複数の無線通信システムを備える無線機器において利用可能である。

本発明の実施の形態にかかるノートＰＣの外観を示す斜視図である。 本実施の形態にかかるノートＰＣのハードウェアの概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態に関連するソフトウェアおよびハードウェアの構成を示すブロック図である。 無線ＷＡＮアンテナのロッドが収納されている状態で、無線ＬＡＮアンテナによって受信されたスプリアス信号の受信電力を測定した結果を示すグラフである。 無線ＷＡＮアンテナのロッドが引き出されている状態で、無線ＬＡＮアンテナによって受信されたスプリアス信号の受信電力を測定した結果を示すグラフである。 本実施の形態において無線ＬＡＮ／ＷＡＮ管理アプリケーションが実行する処理の一例を示すフローチャートである。 外部からノイズが混入した場合に、無線ＬＡＮアンテナによって受信されるスプリアス信号の受信電力を説明するである。 本実施の形態において無線ＬＡＮ／ＷＡＮ管理アプリケーションが実行する処理の別の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…ノートＰＣ
１１…メイン筐体
１３…ディスプレイ側筐体
１７…無線ＬＡＮアンテナ
１８…ロッド
１９…無線ＷＡＮアンテナ
３０…無線ＬＡＮシステム
３１…無線ＬＡＮモジュール
３２…無線ＷＡＮシステム
３３…無線ＷＡＮモジュール
１０１…無線ＬＡＮ／ＷＡＮ管理アプリケーション
１０３…ＯＳ
１０５…無線ＬＡＮドライバ
１０７…無線ＷＡＮドライバ
２０１…波形
２０３…ピーク
２０５…ノイズ

Claims (14)

1. ネットワークとの無線通信が可能な第１の無線通信システムと前記第１の無線通信システムとは異なる周波数帯でネットワークとの無線通信が可能な第２の無線通信システムとを搭載する無線機器において、無線通信システムの状態を診断する方法であって、
   前記第１の無線通信システムから第１の周波数の基準信号を放射するステップと、
   前記第２の無線通信システムが前記基準信号に対するスプリアス信号の電力を測定するステップと、
   前記測定されたスプリアス信号の電力値を評価するステップと
   を有する診断方法。
2. 前記基準信号が変調されていない搬送波である請求項１に記載の診断方法。
3. 前記評価するステップが、前記評価するスプリアス信号の電力値が前記基準信号に対するスプリアス信号の電力値であるか否かを確認するステップを有する請求項１または請求項２のいずれかに記載の診断方法。
4. 前記評価するステップが、前記第２の無線通信システムの周波数帯に含まれ前記スプリアス信号の周波数とは異なる周波数の信号の電力値を評価するステップを含む請求項１〜請求項３のいずれかに記載の診断方法。
5. 前記放射するステップが、前記基準信号を可変長符合化して放射するステップを含み、前記評価するステップが、前記評価するスプリアス信号の電力値が前記可変長符合化されているか否かを検査するステップを含む請求項１〜請求項４のいずれかに記載の診断方法。
6. 前記スプリアス信号の周波数がｎを整数としたとき前記基準信号の周波数のｎ倍または前記基準信号の周波数の１／ｎ倍である請求項１〜請求項５のいずれかに記載の診断方法。
7. 前記評価するステップに応答して前記第１の無線通信システムまたは前記第２の無線通信システムのアンテナを調整するようユーザに促すメッセージを出力するステップを含む請求項１〜請求項６のいずれかに記載の診断方法。
8. 前記評価するステップに応答して無線通信システムの異常を示すメッセージを出力するステップを含む請求項１〜請求項７のいずれかに記載の診断方法。
9. 第１のアンテナと該第１のアンテナに接続された第１の無線モジュールを含みネットワークとの無線通信が可能な第１の無線通信システムと、
   第２のアンテナと該第２のアンテナに接続された第２の無線モジュールを含み前記第１の無線通信システムとは異なる周波数帯でネットワークとの無線通信が可能な第２の無線通信システムと、
   前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムと接続され、前記第１の無線モジュールに対して第１の周波数の基準信号を放射するよう指示し、前記第２の無線モジュールに対して前記基準信号に対するスプリアス信号の電力を測定するように指示し、前記スプリアス信号の電力値を基準値と比較する制御部と
   を有する無線機器。
10. 前記第１の無線モジュールが無線ＬＡＮまたは無線ＷＡＮに対応し、前記第２の無線モジュールが無線ＷＡＮまたは無線ＬＡＮに対応する請求項９に記載の無線機器。
11. 前記第１のアンテナがポップアップ・アンテナであり、前記制御部は前記スプリアス信号の電力値が前記基準値より低い場合に前記第１のアンテナを引き出すようユーザに促すメッセージを出力し、前記第１のアンテナが引き出されているにも関わらず前記スプリアス信号の電力値が前記基準値より低い場合に無線通信システムが故障しているメッセージを出力する請求項９または請求項１０に記載の無線機器。
12. 前記制御部は、前記第１の無線モジュールおよび前記第２の無線モジュールの双方が通信を停止している間に、前記第１の無線モジュールに対して前記基準信号を放射するよう指示し、かつ前記第２の無線モジュールに対して前記基準信号に対するスプリアス信号の電力を測定するよう指示する請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の無線機器。
13. 前記制御部は、前記第２の無線モジュールに対して前記スプリアス信号の電力を測定するために前記第２の無線通信システムの周波数帯域をスキャンさせる請求項９〜請求項１２のいずれかに記載の無線機器。
14. ネットワークとの無線通信が可能な第１の無線通信システムと前記第１の無線通信システムとは異なる周波数帯でネットワークとの無線通信が可能な第２の無線通信システムとを搭載するコンピュータに、
    前記第１の無線通信システムから第１の周波数の基準信号を放射させる機能と、
    前記第２の無線通信システムに前記基準信号に対するスプリアス信号の電力を測定させる機能と、
    前記測定されたスプリアス信号の電力を評価させる機能と
    を実現させるコンピュータ・プログラム。

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