JP2009049982A - Multiple input/output communication device, antenna device used in the same, and communications system using the device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多重入出力通信装置、これに用いるアンテナ装置、およびこれを用いた通信システムに関するものである。 The present invention relates to a multiplex input / output communication device, an antenna device used therefor, and a communication system using the same.
近年、無線LANは個人住宅、オフィス、公共施設など、様々な場所で広く利用されている。無線LANが建物内等で用いられると、端末とアクセスポイントの間に様々な障害物が存在することも多く、必ずしも常に良好な通信状態を保つことができるとは限らない。また複数の端末が、一つのアクセスポイントに接続することも多い。 In recent years, wireless LANs are widely used in various places such as private houses, offices, and public facilities. When a wireless LAN is used in a building or the like, various obstacles often exist between a terminal and an access point, and a good communication state cannot always be maintained. In many cases, a plurality of terminals are connected to one access point.
こうした場合、従来の単一入力単一出力(SISO)や単一入力複数出力(SIMO)の通信システムでは、無線LANの実効速度は大幅に低下してしまう。一般に、広い周波数帯域を用いて通信すれば、通信速度を高くすることができるが、無線LANでは、使用可能な帯域は割り当てられており、簡単に帯域を広く取ることができない。そこで、複数のアンテナを用意し、異なるデータを同じ周波数に重ねて送受信する新たな通信方法が提案されている。その一つが、空間分割多重方式などと呼ばれる通信方法であり、多重入出力(MIMO)通信方法と一般に呼ばれる方式である。こうした通信装置の構成は、下記特許文献1に示されている。 In such a case, in the conventional single-input single-output (SISO) or single-input multiple-output (SIMO) communication system, the effective speed of the wireless LAN is greatly reduced. In general, if communication is performed using a wide frequency band, the communication speed can be increased. However, in a wireless LAN, a usable band is allocated, and the band cannot be easily widened. Therefore, a new communication method has been proposed in which a plurality of antennas are prepared and different data are transmitted and received over the same frequency. One of them is a communication method called a space division multiplexing method, which is generally called a multiple input / output (MIMO) communication method. The configuration of such a communication device is shown in Patent Document 1 below.
こうした多重入出力通信装置では、複数本のアンテナを用いるが、空間分割多重通信の原理から、送信側のアンテナと受信側のアンテナとの関係が、各アンテナ間で相違することが必要になる。このため、送信側または受信側それぞれの複数のアンテナ間に所定の離間距離を確保しなければならず、装置が大型化しやすいという問題があった。この問題は、通信距離を伸ばそうとすればするほど、送受信間でのアンテナの空間的な状態の相違が小さくなるため、看過することができない。この結果、通信距離を伸ばそうとすると、受信側、送信側それぞれのアンテナ間距離を広くとらざる得ないことになり、通信装置が大型化してしまう。 In such a multiplex input / output communication apparatus, a plurality of antennas are used. However, because of the principle of space division multiplex communication, the relationship between the antenna on the transmission side and the antenna on the reception side needs to be different between the antennas. For this reason, there has been a problem that a predetermined separation distance must be ensured between the plurality of antennas on the transmitting side or the receiving side, and the apparatus tends to be large. This problem cannot be overlooked because the difference in the spatial state of the antenna between transmission and reception becomes smaller as the communication distance is increased. As a result, if an attempt is made to increase the communication distance, the distance between the antennas on the receiving side and the transmitting side must be increased, and the communication apparatus becomes large.
アンテナ装置の大型化に代えて、ビームフォーミング技術を用いて動的に電波の到達範囲と指向性を制御することにより通信距離と速度とを改善しようとする技術も提案されているが、動的に電波の到達距離と指向性を制御するためのソフトウェアが複雑化してしまうという問題があり、現実的な解決とはなっていない。 Instead of increasing the size of the antenna device, a technology has been proposed to improve the communication distance and speed by dynamically controlling the reach and directivity of radio waves using beamforming technology. However, there is a problem that software for controlling the reach and directivity of radio waves becomes complicated, and this is not a realistic solution.
かかる背景技術を踏まえて、本願発明が解決しようとする課題は、多重入出力通信装置において、通信性能を低下することなくアンテナ装置の小型化を図り、ひいては多重入出力通信装置自体の小型化を図るところにある。 Based on such background art, the problem to be solved by the present invention is to reduce the size of the antenna device without degrading the communication performance in the multiplex input / output communication device, and thus to reduce the size of the multiplex input / output communication device itself. There is a place to plan.
前記課題の少なくとも一部を解決する本発明の多重入出力通信装置、アンテナ装置、及び通信システムについて、以下に説明する。 A multiple input / output communication device, an antenna device, and a communication system according to the present invention that solve at least a part of the problems will be described below.
[第1の形態]
第1の形態である多重入出力通信装置は、
他の通信装置との間で、多重化したデータの通信が可能な多重入出力通信装置であって、
複数の偏波を用いた通信が可能なアンテナ装置と、
送信しようとするデータを分割し、前記アンテナ装置の複数の偏波により、多重化して送信する送信回路と、
前記アンテナ装置により複数の偏波を用いて受信した信号から、前記他の通信装置側で多重化された信号を分離することにより、前記データを受信する受信回路と
を備えることを要旨としている。
[First embodiment]
The multiple input / output communication apparatus according to the first form is
A multiplex input / output communication device capable of communicating multiplexed data with other communication devices,
An antenna device capable of communication using a plurality of polarized waves;
A transmission circuit that divides data to be transmitted and multiplexes and transmits the data by a plurality of polarizations of the antenna device;
The gist of the present invention is to provide a receiving circuit that receives the data by separating a signal multiplexed on the other communication device side from a signal received by the antenna device using a plurality of polarized waves.
かかる多重入出力通信装置では、送信側と受信側との間の通信に、複数の偏波を用いた結果、アンテナ装置を小型化した多重入出力通信を容易に実現することができる。 In such a multiplex input / output communication device, as a result of using a plurality of polarized waves for communication between the transmission side and the reception side, multiplex input / output communication with a miniaturized antenna device can be easily realized.
ここで、アンテナ装置は、直交型アンテナとすることもできる。ここで、直交型アンテナとは、アンテナから放射される複数の異なる偏波面を有する電波の偏波面が互いに干渉しない構成を有するアンテナである。これにより、アンテナ装置を更に小型化し、複数の偏波を用いて、多重入出力通信を容易に実現することができる。直交型アンテナとしては、角形プレート状のグランド板と、該グランド板上に所定の距離を隔てて設けられた角形または円形プレート状の輻射素子と、前記輻射素子の位相上の異なる位置に給電する給電端子とを備えたパッチタイプの直交型アンテナとすることもできる。パッチ型の直交型アンテナは、小型化することが容易である。しかもアンテナが平面的になるので、アンテナ間距離を広く取る必要がなく、無線LANの端末やアクセスポイントなどの機器に組み込み易いという利点も得られる。 Here, the antenna device may be an orthogonal antenna. Here, the orthogonal antenna is an antenna having a configuration in which polarization planes of radio waves having a plurality of different polarization planes radiated from the antenna do not interfere with each other. As a result, the antenna device can be further reduced in size, and multiple input / output communication can be easily realized using a plurality of polarized waves. As an orthogonal antenna, a rectangular plate-shaped ground plate, a rectangular or circular plate-shaped radiating element provided on the ground plate at a predetermined distance, and feeding to different positions on the phase of the radiating element A patch-type orthogonal antenna provided with a power supply terminal can also be used. The patch-type orthogonal antenna can be easily downsized. In addition, since the antenna is planar, it is not necessary to increase the distance between the antennas, and there is an advantage that it can be easily incorporated into a device such as a wireless LAN terminal or an access point.
あるいは、直交型アンテナは、後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有する第1の八木・宇田アンテナと、後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有し、該第1の八木・宇田アンテナの指向方向を同一とし該指向方向を軸として所定角度だけ回転した第2の八木・宇田アンテナと、前記第1,第2の八木・宇田アンテナの前記輻射器にそれぞれ給電する給電ラインとを備えた八木タイプの直交型アンテナとすることができる。八木・宇田アンテナは、きわめて高い指向性を実現することができ、送信機と受信機の距離を離して、多重入出力通信を行なう場合に適している。 Alternatively, the orthogonal antenna includes a first Yagi / Uda antenna having reflectors, radiators, and directors arranged in order from the rear end side, and a reflector, radiator, and conductor arranged in order from the rear end side. A second Yagi / Uda antenna having a waver, wherein the first Yagi / Uda antenna has the same directivity direction and rotated by a predetermined angle around the directivity direction, and the first and second Yagi / Uda antennas; It can be set as the Yagi-type orthogonal antenna provided with the feed line which each feeds to the radiator of the antenna. The Yagi-Uda antenna can achieve extremely high directivity, and is suitable for performing multiple input / output communication with a distance between the transmitter and the receiver.
また、この多重入出力通信装置では、受信回路に、受信信号に所定の受信ウェイトを乗算して、受信した信号から、複数のデータを分離する回路を備えた構成とすることもできる。かかる構成では、送信側は、伝送路に関する情報を持つ必要はない。他方、送信側と受信側とは、伝送路に関する情報を共有して送受信を行なう固有モード伝送を行なうものとすることもできる。この場合には、伝送路に関する情報を共有しているので、高い通信特性を実現することができる。 Further, in this multiplex input / output communication device, the receiving circuit may be provided with a circuit that multiplies the received signal by a predetermined receiving weight and separates a plurality of data from the received signal. In such a configuration, the transmission side need not have information on the transmission path. On the other hand, the transmission side and the reception side may perform eigenmode transmission in which information related to the transmission path is shared and transmitted and received. In this case, since information regarding the transmission path is shared, high communication characteristics can be realized.
上記の多重入出力通信装置において、例えば、送信回路は、多重化しようとするデータを事前に処理して、時空間領域で該データを符号化する回路を備え、受信回路は、送信回路における符号化の手法に対応した復号化の手法を用いて前記受信した信号からの前記信号の分離を行なうものとすることができる。こうした時空間領域での符号化を行なえば、通信の信頼性を高めることができる。 In the multiplex input / output communication apparatus, for example, the transmission circuit includes a circuit that processes data to be multiplexed in advance and encodes the data in a space-time domain, and the reception circuit includes a code in the transmission circuit. The signal may be separated from the received signal by using a decoding method corresponding to the conversion method. By performing such encoding in the spatio-temporal region, communication reliability can be improved.
かかる符号化の手法は、時空間ブロック符号(STBC)または時空間トレリス符号(STTC)のいずれかとすることができる。こうした符号化によれば、高い利得を実現することができる。 Such a coding method can be either a space-time block code (STBC) or a space-time trellis code (STTC). According to such encoding, a high gain can be realized.
[第2の形態]
第2の形態であるアンテナ装置は、
多重入出力方式により無線通信を行なう無線LANの端末とアクセスポイントの少なくとも一方に用いられるアンテナ装置であって、
プレート状のグランド板と、
該第1の良導体上に所定の距離を隔てて設けられた角形または円形プレート状の輻射素子と、
前記輻射素子の位相上の異なる位置に給電する給電端子と
を備えたパッチタイプのアンテナ装置であることを要旨としている。
かかるアンテナ装置を用いることで、端末とアクセスポイントの間の無線LANに用いる多重入出力通信を行なうことができ、アンテナ装置を小型化することができる。
[Second form]
The antenna device which is the second form is
An antenna device used for at least one of a wireless LAN terminal and an access point that performs wireless communication by a multiple input / output method,
A plate-shaped ground plate;
A rectangular or circular plate-like radiation element provided at a predetermined distance on the first good conductor;
The gist of the invention is that it is a patch type antenna device provided with a power supply terminal for supplying power to different positions on the phase of the radiation element.
By using such an antenna device, multiple input / output communication used for a wireless LAN between the terminal and the access point can be performed, and the antenna device can be downsized.
[第3の形態]
第3の形態であるアンテナ装置は、
多重入出力方式により無線通信を行なう無線LANの端末とアクセスポイントの少なくとも一方に用いられるアンテナ装置であって、
後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有する第1の八木・宇田アンテナと、
後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有し、該第1の八木・宇田アンテナの指向方向を同一とし該指向方向を軸として所定角度だけ回転した第2の八木・宇田アンテナと、
前記第1,第2の八木・宇田アンテナの前記輻射器にそれぞれ給電する給電ラインとを備えた八木タイプの直交型アンテナ装置であることを要旨としている。
かかるアンテナ装置を用いることで、端末とアクセスポイントの間の無線LANに用いる多重入出力通信を行なうことができ、アンテナ装置の指向性が高いことから、端末とアクセスポイントとの通信距離を長くすることができる。
[Third embodiment]
The antenna device which is the third form is
An antenna device used for at least one of a wireless LAN terminal and an access point that performs wireless communication by a multiple input / output method,
A first Yagi-Uda antenna having a reflector, a radiator, and a director arranged in order from the rear end side;
A second Yagi having a reflector, a radiator, and a director arranged in order from the rear end side and having the same directivity direction of the first Yagi / Uda antenna and rotated by a predetermined angle about the directivity direction・ Uda antenna and
The gist of the present invention is that it is a Yagi type orthogonal antenna device provided with feed lines that feed power to the radiators of the first and second Yagi / Uda antennas, respectively.
By using such an antenna device, it is possible to perform multiplex input / output communication used for a wireless LAN between the terminal and the access point, and since the antenna device has high directivity, the communication distance between the terminal and the access point is increased. be able to.
[第4の形態]
第4の形態である通信システムは、送信機および受信機との間で、多重入出力方式によって無線通信を行う通信システムであって、
前記送信機は、
複数の偏波を用いた送信を行なう第1のアンテナ装置と、
送信しようとするデータを分割し、前記第1のアンテナ装置の複数の偏波により、多重化して送信する送信回路と
を備え、
前記受信機は、
複数の偏波を用いた受信を行なう第2のアンテナ装置と、
前記第2のアンテナ装置により複数の偏波を用いて受信した信号から、前記送信機側で多重化された信号を分離することにより、前記データを受信する受信回路と
を備えることを要旨としている。
かかる無線システムでは、送信機と受信機との間の通信に、複数の偏波を用いた結果、アンテナ装置を小型化した多重入出力通信を容易に実現することができる。
[Fourth form]
A communication system according to a fourth aspect is a communication system that performs wireless communication with a transmitter and a receiver by a multiple input / output method,
The transmitter is
A first antenna device that performs transmission using a plurality of polarized waves;
A transmission circuit that divides data to be transmitted and multiplexes and transmits the data by using a plurality of polarizations of the first antenna device;
The receiver
A second antenna device that performs reception using a plurality of polarized waves;
And a receiving circuit that receives the data by separating a signal multiplexed on the transmitter side from a signal received by the second antenna device using a plurality of polarized waves. .
In such a wireless system, as a result of using a plurality of polarized waves for communication between the transmitter and the receiver, it is possible to easily realize multiplex input / output communication with a miniaturized antenna device.
[第1実施例]
以下、本発明の実施例について説明する。図1は、本発明の一実施例としてのアクセスポイント10と端末20とを備えた無線LANシステム30を示す説明図である。アクセスポイント10は、有線でインターネットなどのWAN40に接続されており、端末20との間では、無線による通信を行なう。アクセスポイント10は、端末20に接続されたコンピュータ50からの要求を、WAN40側に出力し、あるいはWAN40側から戻ったデータを、要求した端末20側に、無線LANを介して出力する。WAN40およびアクセスポイント10と端末20との間のやりとりに用いられるプロトコルの例としては、本実施形態ではいわゆるTCP/IPプロトコルが用いられるが、種々のプロトコルが適用可能である。
[First embodiment]
Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a
アクセスポイント10は、その筐体11内に、WAN40とのインタフェース(I/F)12と、インタフェース12を介してWAN40側から受け取ったデータを分離するデマルチプレックサ15、分離された2つのデータをそれぞれ送信する2つの送信回路17,18を備える。送信回路17,18の出力側は、筐体11に付設されたアンテナ装置100に接続されており、送信すべきデータは、このアンテナ装置100を介して、無線通信により、端末20に送信される。このアンテナ装置100の構成については後述する。
The
他方、端末20は、独立したアンテナ装置200が接続されており、このアンテナ装置200により受信した2系統の信号をそれぞれ入力する2つの受信回路21,22と、受信回路21,22が受け取ってそれぞれ出力したデータを合成するマルチプレックサ25と、マルチプレックサ25により合成されて出力されるデータをコンピュータ50との間でやりとりするインタフェース(I/F)27とを備える。
On the other hand, an
上記の説明では、説明を簡略にするために、アクセスポイント10は、WAN40側からのデータをアンテナ装置100を介して出力するだけ、端末20は、アクセスポイント10から無線LANを介して受け取ったデータをコンピュータ50側に出力するだけとした。もとより、実際には、アクセスポイント10は端末20からのデータの受信も行なうし、端末20はアクセスポイント10へのデータの送信も行なう。したがって、アクセスポイント10および端末20には、それぞれ他方の装置に内蔵されているものとして説明した受信側回路、及び送信側回路も備えられている。
In the above description, in order to simplify the description, the
図8は、本実施形態に係る送受信可能なアクセスポイント10aの概略構成の一例を示す説明図である。ここで、図1に示すアクセスポイント10と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、送受信可能な端末も、アクセスポイント10aと同様の概略構成を有する。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of the
図8に示すように、アクセスポイント10aは、インタフェース(I/F)12aと、デマルチプレックサ15と、送信回路17,18と、マルチプレックサ25と、受信回路21,22と、切換部14とを備える。
As shown in FIG. 8, the
アンテナ装置100は、2つの送信回路17,18から出力された2系統の信号をそれぞれ無線信号として送信可能であると共に、無線信号として2系統の信号を受信し、2つの受信回路21,22に出力可能である。
The
切換部14は、第1切換部14aと第2切換部14bとを備える。第1切換部14aは、アンテナ装置100の一方の系統と、送信回路17又は受信回路21とを接続する。第2切換部14bは、アンテナ装置100の他方の系統と、送信回路18又は受信回路22とを接続する。また、第1切換部14a及び第2切換部14bは、同期を取るように制御され、送信時には送信回路17,18を選択し、受信時には受信回路21,22を選択する。すなわち、切換部14は、アンテナ装置100と送信回路17,18との接続、及び、アンテナ装置100と受信回路21,22との接続のいずれか一方を選択可能に構成されている。
The switching
インタフェース12aは、デマルチプレックサ15及びマルチプレックサ25と、WAN40との間に介在し、WAN40からのデータをデマルチプレックサ15へ出力すると共に、マルチプレックサ25からのデータをWAN40へ出力する。
The
図2は、アクセスポイント10の概観を示す説明図である。図示するように、アクセスポイント10は、筐体11に、WAN40との接続ケーブルを装着するコネクタ13や、付設しているアンテナ装置100を覆うプラスチック製のカバー19などを備える。理解の便を図って、図2においては、カバー19は、その一部を破断して描いている。なお、本実施例では、アンテナ装置100は、カバー19で覆ったが、露出した状態でアクセスポイント10に付設することも可能である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an overview of the
WAN40側との接続は、アクセスポイント10にその機能が備えられていれば、直接行なってもよいが、通常は図示しないモデムなどを介して接続されている。モデムは、インターネット網に接続される光ケーブルやケーブルテレビの送受信に用いる同軸ケーブル、あるいはADSLのメタルケーブルなどと接続され、各ケーブル側とアクセスポイント10側との間の信号の変調・復調を行なう。
Connection to the
他方、端末20とそのアンテナ装置200の外観を図3に示した。図示するように、端末20では、アンテナ装置200は、外付けタイプになっており、アンテナ装置200は、独立した筐体201に収納されている。また端末20は、コンピュータ50のICカードスロットに挿入される形態となっている。もとより、USBポートやIEEE1394仕様のコネクタに接続する形態であっても差し支えない。あるいは端末20の機能が予めコンピュータ50に内蔵されていても良い。この場合、アンテナ装置200もコンピュータ50に予め組み込んでも良いし、アンテナ装置200のみ外付けにしても差し支えない。
On the other hand, the external appearance of the terminal 20 and its
アクセスポイント10側では、アンテナ装置100は、カバー19に覆われて、アクセスポイント10の筐体11に付設されている。また端末20側では、独自の筐体201内にアンテナ装置200は、収納されている。この端末20は、アンテナ装置200とは、専用のケーブル205により接続されている。また端末20には、USBコネクタ210が設けられており、端末20は、このUSBコネクタ210を用いて、コンピュータ50に直接接続される。端末20は、コンピュータ50のUSBコネクタに接続されると、コンピュータ50から見て、スレーブとして機能する。
On the
両アンテナ装置100,200は、収納の形態は異なるものの、その構成は同一である。そこで、以下、アクセスポイント10側のアンテナ装置100を例に、その構成について説明する。アンテナ装置100の外観を、図4に示した。内蔵か外付けかの違いはあるが、アンテナ装置200も基本的には同一の形態をしている。このアンテナ装置100(200)は、2枚の金属プレート111,112を所定の距離dだけ離間した直交型アンテナであり、いわゆるパッチタイプのアンテナである。ここで、直交型アンテナとは、アンテナから放射される複数の異なる偏波面を有する電波の偏波面が互いに干渉しない構成を有するアンテナである。従って、複数の偏波を用いて通信を行う場合、直交型アンテナを用いることによって、アンテナ装置100(200)を一体型のアンテナで構成することが可能となり、装置の小型化を図ることができる。無線LANに用いられる電波の周波数が、2.4GHzであれば、アンテナ装置100(200)の2枚の金属プレート111,112のうち、幅の広いプレート111は、約70mm×70mm、幅の狭いプレート112は、約50mm×50mmの大きさである。両者の離間距離dは、約10mmとなっている。金属プレート111はグランド板として動作し、金属プレート112は輻射素子として機能する。両プレート111,112は、絶縁性の支柱121,122により固定されている。なお、アンテナ装置100では、その固定は、絶縁性の支柱により、筐体11の側面に取り付けることにより行なわれている。アンテナ装置200では、その固定は、筐体201の内側側面に、絶縁性の支柱により取り付けることにより行なわれている。
Both
このアンテナ装置100(200)のプレート112には、プレートへの給電(受信時には受電)を行なう受給電ライン131,132が接続されている。受給電ライン131は、送信回路17(受信回路21)からの出力をアンテナ装置100(200)のプレート112に接続するためのものであり、受給電ライン132は、送信回路18(受信回路22)からの出力をアンテナ装置100(200)のプレート112に接続するためのものである。両受給電ライン131,132のプレート112との接続箇所は、アンテナ装置100(200)の中心から見て、プレート112の面内で丁度90度ずれている。このため、アンテナ装置100(200)のプレート112から放射される電波は、偏波面が丁度90度回転したものとなっている。
The
アンテナ装置100のプレート112から放射される電波は、周波数帯域は2.4GHzで同一だが、偏波面がずれている。したがって、2つの送信回路17,18からそれぞれ出力された信号は、アンテナ装置100から2つの偏波により放射される。偏波面のずれた電波は、他方のアンテナ装置200までの距離が離れても、区別が容易である。他方のアンテナ装置200も、同一のプレート111,112からなる構成を備えているので、アンテナ装置100から放射された2つの偏波を受け、輻射素子として機能するプレートにはそれぞれ電気信号が誘起される。輻射素子として機能するプレートからの電気信号は、端末20の2つの受信回路21,22に出力される。
The radio waves radiated from the
無線LANシステム30を構成するアクセスポイント10と端末20とは、いわゆるMIMO方式により、多重化した信号を送受信する機能を備えている。多重化した信号の送受信には種々の手法が知られているが、本実施例では、詳しくは、多入力多出力直交周波数分割多重方式(MIMO−OFDM)を採用した。もとより、多入力多出力空間分割多重方式(MIMO−SDM)やその他の方式を採用することも可能である。その他の方式として、受信回路21,22で、受信信号に所定の受信ウェイトを乗算して、受信した信号から、複数のデータを分離する回路構成を備えることもできる。送信回路17,18と受信回路21,22とは、伝送路に関する情報を共有して送受信を行なう固有モード伝送を行なうこともできる。あるいは、送信回路17,18は、多重化しようとするデータを事前に処理して、時空間領域で該データを符号化する回路を備え、受信回路21,22は、送信回路17,18における符号化の手法に対応した復号化の手法を用いて、受信した信号からの分離を行なうものとしても良い。こうした符号化の手法は、時空間ブロック符号(STBC)または時空間トレリス符号(STTC)のいずれかとしても良い。
The
また本実施例では、アンテナ装置100(200)において、受給電ライン131,132のプレート112との接続箇所を90度ずらして、偏波面を直交させたが、プレートを円形とし、受給電ラインのプレート112への接続箇所を3箇所とし、プレート112の中心に対して60度ずつずらして、3つの偏波を用いるものとしても良い。なお、N(N≧2)個の偏波を用いる場合、受給電ラインの接続位置を180度/Nずつずらせば、各偏波間の分離が容易となる。
Further, in this embodiment, in the antenna device 100 (200), the connection portions of the power receiving and feeding
以上説明した構成を有する無線LANシステム30では、アクセスポイント10と端末20とは、MIMO方式により、多重化した信号を送受信するが、その際、アンテナの位置的な違いを利用して、無線通信上の異なる経路を確保するのではなく、アンテナ装置から放射される電波の偏波面の相違を利用して、無線通信上の異なる経路を確保している。このため、アクセスポイント10と端末20との距離が隔たっても、距離の隔たりに起因して無線通信上の経路の相違が保てなくなることがない。この結果、通信距離を伸ばし、あるいは通信速度を十分に高く保持することができるという利点を有する。また、パッチタイプの直交アンテナを採用しているので、アンテナ間の距離を確保するためにアンテナ自体を筐体11から飛び出させると言った必要がない。このため、アクセスポイント10の筐体11内に、アンテナ装置100を収納することができる。もとより、端末20側のアンテナ装置200のように、アクセスポイント10の筐体11とは別置きにすることも差し支えない。
In the
[第2実施例]
次に本発明の第2実施例について説明する。第2実施例のアンテナ装置300は、第1実施例と同一の無線LANシステムで用いられ、第1実施例のアンテナ装置100,200に代えて用いられる。無線LANシステム自体の構成は、第1実施例と同一である。図5は、アンテナ装置300の外観を示す斜視図である。このアンテナ装置300は、直交アンテナの一種であり、いわゆる八木タイプの構成を採用している。すなわち、このアンテナ装置300は、第1の八木・宇田アンテナ310と、この第1の八木・宇田アンテナ310と指向方向Zを同一とし、指向性の方向Zを軸に90度回転した位置に配置された第2の八木・宇田アンテナ320とを備える。第1の八木・宇田アンテナ310は、電波の放射方向の後方から順に、金属ポールにより形成された反射器311,輻射器312,導波器313および314を備える。なお、これらの反射器311,輻射器312,導波器313および314は、支柱330に取り付けられて、固定されている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The
アンテナ装置300は、2.4GHz帯域での使用に合わせて設計されており、反射器311,輻射器312,導波器313,314の各長さは、それぞれ約100mmないし125mmである。反射器311から導波器313までの距離は約120mmとなっている。他方、第2の八木・宇田アンテナ320は、反射器321,輻射器322,導波器323および324からなる。これらの反射器321,輻射器322,導波器323および324も、支柱330に取り付けられ、固定されている。第2の八木・宇田アンテナ320の各反射器321,輻射器322,導波器323の,324長さや間隔は、使用する電波の周波数帯域が、第1の八木・宇田アンテナ310と同一であることから、第1の八木・宇田アンテナ310と等しく構成されている。これら第1,第2の八木・宇田アンテナ310,320の輻射器には、それぞれ送信回路または受信回路から受給電する受給電ライン341,342が、それぞれ接続されている。
The
第2実施例のアンテナ装置300は、上述したように、指向性の方向Zを軸としてこの軸の周りに90度回転した第1,第2の八木・宇田アンテナ310,320を採用している。したがって、無線LANシステムのアクセスポイントと端末間では、この八木・宇田アンテナ310,320を用い、多入力多出力直交周波数分割多重方式(MIMO−OFDM)により、多重化された通信を行なうことができる。このアンテナ装置300を用いたアクセスポイントと端末では、2つの八木・宇田アンテナ310,320における電波の偏波面の相違を利用して、無線通信上の異なる経路を確保している。このため、アクセスポイントと端末との距離が隔たっても、距離の隔たりに起因して無線通信上の経路の相違が保てなくなることがない。この結果、通信距離を伸ばし、あるいは通信速度を十分に高く保持することができるという利点を有する。八木・宇田アンテナは、もともときわめて高い指向性を有することも相まって、多重化された通信の距離を延長することができる。なお、この実施例では、2つの八木・宇田アンテナを組み合わせたが、3以上の八木・宇田アンテナを組み合わせることも差し支えない。N個の八木・宇田アンテナを組み合わせる場合には、各アンテナの角度は、指向性の方向Zを軸として、180/N度ずつずらせばよい。
As described above, the
[変形例]
第2実施例の変形例について説明する。図6は、第2実施例の変形例としてのアンテナ装置400を示す説明図である。このアンテナ装置400では、2つの八木・宇田アンテナを誘電率の高い基板上の導体によって形成している。図示するように、アンテナ装置400の第1,第2の八木・宇田アンテナ410,420は、ほぼ同一の形状をしたアンテナであり、その形状を図7に示した。第1の八木・宇田アンテナ410は、図示するように、誘電率4の誘電体基板上に、電波の放射方向の後方から順に、金属導体のパターンとして形成された反射器411,輻射器412,導波器413および414を備える。輻射器412には、給電ライン441が接続されている。なお、これらの反射器411,輻射器412,導波器413および414の中心には、同じく導体パターン430が設けられているが、この導体パターン430は、第1実施例の支柱330(図5参照)と同様、電界が0となるので、なくても性能に影響はない。
[Modification]
A modification of the second embodiment will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an
この第1の八木・宇田アンテナ410は、誘電率4の誘電体の上に設けられているため、その形状は大幅に小型化されている。すなわち、反射器411の幅W1を約50mm、輻射器412の幅W2は約50mm、導波器413および414の幅W3,W4をそれぞれ40mmおよび35mmとすることができる。また、反射器411と輻射器412の離間距離L1は約20mm、輻射器412と導波器413との離間距離L2は約10mm、2つの導波器413および414の離間距離L3は約30mmである。また、基板401の全長LLは、僅か80mmに収まっている。
Since the first Yagi-
他方、第2の八木・宇田アンテナ420も基本的に同一形状をしており、その輻射器には、他方の給電ライン442が接続されている。両アンテナ410,420は、そのセンタに切欠が異なる方向から設けられており、両基板401、402を組み合わせることにより、アンテナ装置400として一体化される。両基板401、402を垂直に組み合わせているので、2つの八木・宇田アンテナ410,420は、その偏波面が、指向性の方向Zを軸として90度回転していることになる。
On the other hand, the second Yagi /
係る変形例のアンテナ装置400では、誘電率の高い基板401,402を用いているので、第2実施例と比べて、八木・宇田アンテナ410,420は、小型化することができる。実際、図5と図6とを比較すると、相対的な寸法は、約1/3から約1/2となっており、全体形状の小型化を達成している。しかも、通信距離を伸ばすのに、2つのアンテナ間距離をむやみに伸ばす必要がない。したがって、小型、コンパクトな無線LANのアクセスポイントおよびこれと通信を行なう端末を、容易に提供することができる。また、誘電率の高い基板に直接導体パターンを形成しているので、アンテナ装置400の製造に要するコストおよび工程を低減することができる。
In the
以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内において、種々なる態様で実施できることはもちろんである。例えば、直交アンテナとしては、直線偏波に限らず、偏波面が右旋回するアンテナと左旋回するアンテナを組み合わせて用いることも可能である。また、2.4GHz以外の周波数帯域で利用することも可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and can of course be implemented in various modes within the scope not changing the gist of the present invention. is there. For example, the orthogonal antenna is not limited to a linearly polarized wave, and an antenna whose polarization plane turns to the right and an antenna that turns to the left can be used in combination. It is also possible to use in a frequency band other than 2.4 GHz.
10,10a…アクセスポイント
11…筐体
12,12a…インタフェース
13…コネクタ
14…切換部
14a…第1切換部
14b…第2切換部
15…デマルチプレックサ
17,18…送信回路
19…カバー
20…端末
21,22…受信回路
25…マルチプレックサ
27…インタフェース
30…無線LANシステム
40…WAN
50…コンピュータ
100,200…アンテナ装置
111,112…金属プレート
121,122…支柱
131,132…受給電ライン
201…筐体
205…ケーブル
210…USBコネクタ
300…アンテナ装置
310,320…八木・宇田アンテナ
311,321…反射器
312,322…輻射器
313,314,323,324…導波器
330…支柱
341,342…受給電ライン
400…アンテナ装置
401,402…基板
410,420…第1,第2の八木・宇田アンテナ
411…反射器
412…輻射器
413,414…導波器
430…導体パターン
441…給電ライン
DESCRIPTION OF
50 ...
Claims (14)
複数の偏波を用いた通信が可能なアンテナ装置と、
送信しようとするデータを分割し、前記アンテナ装置の複数の偏波により、多重化して送信する送信回路と、
前記アンテナ装置により複数の偏波を用いて受信した信号から、前記他の通信装置側で多重化された信号を分離することにより、前記データを受信する受信回路と
を備える多重入出力通信装置。 A multiplex input / output communication device capable of communicating multiplexed data with other communication devices,
An antenna device capable of communication using a plurality of polarized waves;
A transmission circuit that divides data to be transmitted and multiplexes and transmits the data by a plurality of polarizations of the antenna device;
A multiplex input / output communication apparatus comprising: a reception circuit that receives the data by separating a signal multiplexed on the other communication apparatus side from a signal received by the antenna apparatus using a plurality of polarized waves.
前記受信回路は、前記送信回路における前記符号化の手法に対応した復号化の手法を用いて前記受信した信号からの前記信号の分離を行なう
請求項1ないし7のいずれか記載の多重入出力通信装置。 The transmission circuit includes a circuit that processes data to be multiplexed in advance and encodes the data in a space-time domain,
8. The multiple input / output communication according to claim 1, wherein the receiving circuit separates the signal from the received signal using a decoding technique corresponding to the encoding technique in the transmitting circuit. apparatus.
プレート状のグランド板と、
該グランド板上に所定の距離を隔てて設けられたプレート状の輻射素子と、
前記輻射素子の位相上の異なる位置に給電する給電端子と
を備えたパッチタイプの直交型アンテナ装置。 An antenna device used for at least one of a wireless LAN terminal and an access point that performs wireless communication by a multiple input / output method,
A plate-shaped ground plate;
A plate-like radiation element provided on the ground plate at a predetermined distance;
A patch-type orthogonal antenna device comprising a power supply terminal that supplies power to different positions on the phase of the radiation element.
後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有する第1の八木・宇田アンテナと、
後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有し、該第1の八木・宇田アンテナと指向方向を同一とし該指向方向を軸として所定角度だけ回転した第2の八木・宇田アンテナと、
前記第1,第2の八木・宇田アンテナの前記輻射器にそれぞれ給電する給電ラインとを備えた八木タイプの直交型アンテナ装置。 An antenna device used for at least one of a wireless LAN terminal and an access point that performs wireless communication by a multiple input / output method,
A first Yagi-Uda antenna having a reflector, a radiator, and a director arranged in order from the rear end side;
A second Yagi having a reflector, a radiator, and a director arranged in order from the rear end side and having the same directivity direction as the first Yagi / Uda antenna and rotated by a predetermined angle about the directivity direction・ Uda antenna and
A Yagi-type orthogonal antenna device comprising a feed line that feeds power to the radiators of the first and second Yagi / Uda antennas.
前記第1,第2の八木・宇田アンテナは、それぞれ、前記反射器、輻射器、導波器を、所定誘電率の基板上の導体として形成されたアンテナ装置。 The antenna device according to claim 11, wherein
Each of the first and second Yagi / Uda antennas is an antenna device in which the reflector, radiator, and director are formed as conductors on a substrate having a predetermined dielectric constant.
前記送信機は、
複数の偏波を用いた送信を行なう第1のアンテナ装置と、
送信しようとするデータを分割し、前記第1のアンテナ装置の複数の偏波により、多重化して送信する送信回路と
を備え、
前記受信機は、
複数の偏波を用いた受信を行なう第2のアンテナ装置と、
前記第2のアンテナ装置により複数の偏波を用いて受信した信号から、前記送信機側で多重化された信号を分離することにより、前記データを受信する受信回路と
を備える通信システム。 A communication system that performs wireless communication by a multiple input / output method between a transmitter and a receiver,
The transmitter is
A first antenna device that performs transmission using a plurality of polarized waves;
A transmission circuit that divides data to be transmitted and multiplexes and transmits the data by using a plurality of polarizations of the first antenna device;
The receiver
A second antenna device that performs reception using a plurality of polarized waves;
A communication system comprising: a reception circuit that receives the data by separating a signal multiplexed on the transmitter side from a signal received by the second antenna device using a plurality of polarized waves.
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