JP4833318B2 - 無線lan装置 - Google Patents

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Description

本発明は、通信信号を他の無線LAN装置と送受信する無線LAN装置に関する。
従来より、無線通信を利用して通信信号の送受信を行うLAN(Local Area Network)システム、すなわち無線LANシステムが広く普及している。このような無線LANシステムにおいて、無線LAN子機の接続先となる無線LAN親機(無線LAN装置)は、据置型のものが多く、AC電源等の外部電源を用いて駆動される。
近年では、無線LANシステムの利便性を向上させるために、電池を用いて駆動可能な可搬型の無線LAN親機が提供されている。電池を用いて駆動される無線LAN装置においては、消費電力を削減し、駆動時間をできる限り延長させることが好ましい。
無線LAN装置の消費電力を削減するための手法としては、次のようなものが提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に記載の手法では、無線LAN装置(無線LANカード等の無線LAN子機)が、無線LAN親機との通信状態を監視し、通信状態が良好、例えば誤り率が低い状態である場合には、通信信号が増幅器を迂回するように信号経路を設定し、通信状態が良好でない場合には、通信信号が増幅器を経由するように信号経路を設定する。
特許第3875244号公報
しかしながら、特許文献1に記載の手法においては、無線LAN装置が電池を用いて駆動されているか否かに関わらず、通信信号の信号経路を通信状態に基づいて制御している。
したがって、無線LAN装置が電池を用いて駆動されている場合であっても、通信信号が増幅器を経由することがあり、増幅器が大きな電力を消費するため、無線LAN装置の駆動時間を十分に延長させることができない問題があった。
そこで、本発明は、電池を用いて駆動される場合の駆動時間を十分に延長させることができる無線LAN装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。本発明の特徴は、電池(電池41)又は外部電源(ACアダプタ42)を用いて駆動され、通信信号を他の無線LAN装置(無線LAN子機2,3)と送受信する無線LAN装置(無線LAN親機1)であって、前記通信信号を増幅する増幅器(PA11,LNA21)と、前記通信信号が前記増幅器を経由する第1信号経路(増幅経路R1a,R2a)、又は、前記通信信号が前記増幅器を迂回する第2信号経路(迂回経路R1b,R2b)の何れかを選択する経路選択部(セレクタSL1,SL2,SL3,SL4)と、前記無線LAN装置が前記電池を用いて駆動される電池駆動状態と、前記無線LAN装置が前記外部電源を用いて駆動される外部電源駆動状態とを検出する駆動状態検出部(AC/電池検出回路43)と、前記駆動状態検出部によって前記外部電源駆動状態が検出された場合には前記経路選択部に前記第1信号経路を選択させ、前記駆動状態検出部によって前記電池駆動状態が検出された場合には前記経路選択部に前記第2信号経路を選択させる制御部(CPU50)と、前記制御部により制御され、前記増幅器への電力供給を停止するか否かを切り替える切り替え部と、ユーザからの操作を受け付ける操作受付部と、を備え、前記制御部は、第1動作モードを選択するユーザ操作を前記操作受付部が受け付けた場合には、前記経路選択部及び前記切り替え部を適応的に制御し、前記制御部は、第2動作モードを選択するユーザ操作を前記操作受付部が受け付けた場合には、前記第1信号経路を選択させた状態で前記経路選択部を固定し、且つ、前記増幅器への電力を供給させた状態で前記切り替え部を固定することを要旨とする。
電池を用いて駆動可能な無線LAN装置(すなわち、可搬型の無線LAN装置)は、電池駆動状態(持ち運び使用時等)において、無線通信相手となる他の無線LAN装置が近くに存在することが一般的であり、増幅器を使用しなくても十分に通信が可能である。
したがって、本発明の特徴に係る無線LAN装置では、電池駆動状態が検出された場合には経路選択部に第2信号経路を選択させることで、他の無線LAN装置との通信を可能としつつ、消費電力の削減を図ることができるため、駆動時間を十分に延長させることができる。
また、本発明の特徴に係る無線LAN装置では、外部電源駆動状態が検出された場合には経路選択部に第1信号経路を選択させることで、据置型の無線LAN装置と同様の通信距離を確保できる。
上述した特徴において、前記増幅器は、無線周波数帯の前記通信信号を増幅する電力増幅器(PA11)又は低雑音増幅器(LNA21)のうち少なくとも一方である。
本発明によれば、電池を用いて駆動される場合の駆動時間を十分に延長させることができる無線LAN装置を提供できる。
本発明の実施形態に係る無線LAN親機を含む無線LANシステムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線LAN親機の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るAC/電池検出回路の構成例を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る制御フローを示すフローチャートである。
次に、図面を参照して、本発明の無線LAN装置の実施形態である無線LAN親機について説明する。具体的には、(1)無線LANシステムの全体概略構成、(2)無線LAN親機の構成、(3)制御フロー、(4)実施形態の効果、(5)その他の実施形態について説明する。
以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
(1)無線LANシステムの全体概略構成
図1は、本発明の無線LAN装置の実施形態である無線LAN親機1を含む無線LANシステム100の全体概略構成図である。無線LANシステム100では、例えばIEEE802.11a/b/g/n等の無線LAN規格に従った無線通信が行われる。
無線LAN親機1には、無線LAN子機2及び無線LAN子機3が無線接続されている。図1の例では2台の無線LAN子機が無線LAN親機1に無線接続されているが、1台であってもよく、3台以上であってもよい。
無線LAN親機1は、例えば、可搬型の無線LANアクセスポイント又は可搬型の無線LANルータ等である。無線LAN子機2及び無線LAN子機3は、例えば、無線LANカード、USB無線LANアダプタ、無線LAN搭載型ゲーム機、無線LAN搭載型ノートPC、無線LAN搭載型携帯電話機等である。
無線LAN親機1は、WAN(Wide Area Network)4に接続されている。無線LAN親機1とWAN4との接続形態は、有線接続であっても無線接続であってもよい。本実施形態では、無線LAN親機1は、PHS(Personal Handyphone System)等を利用してWAN4に無線接続可能である。
無線LAN親機1は、電池41又はACアダプタ42(外部電源)を用いて駆動可能に構成されている(図2参照)。すなわち、無線LAN親機1は、家庭や会社等の屋内で使用する時には、ACアダプタ42を用いて駆動され、据置型の無線LAN親機と同様にして機能する。一方、外出先等に持ち運んで使用される時には、ACアダプタ42による駆動に代えて、電池41を用いて駆動される。
無線LAN親機1が外出先等で使用される場合、例えば、無線LAN親機1を介して無線LAN搭載型ゲーム機(無線LAN子機)でオンラインゲーム等を行う場合には、無線LAN親機1は、無線LAN搭載型ゲーム機を手にしたユーザの近くに置かれて使用される。
このような場合、通信距離を確保するために無線LAN親機1が消費する電力は無駄になる。このため、本実施形態では、無線LAN親機1が外出先等で使用される状態(すなわち、無線LAN親機1が電池41を用いて駆動される状態)では、通信距離を確保するための機能を停止させることで、無駄な消費電力を削減し、駆動時間を延長させている。
(2)無線LAN親機の構成
次に、無線LAN親機1の構成について、(2.1)無線LAN親機の概略構成、(2.2)PA部及びLNA部の構成、(2.3)AC/電池検出回路の構成の順に説明する。
(2.1)無線LAN親機の概略構成
図2は、無線LAN親機1の構成を示すブロック図である。
図2に示すように、無線LAN親機1は、アンテナANTを介して、無線周波数(RF)帯の通信信号を無線LAN子機2,3と送受信する。
無線LAN親機1は、RF帯の送信信号を増幅するPA11(電力増幅器)を含むPA部10と、RF帯の受信信号を増幅するLNA21(低雑音増幅器)を含むLNA部20とを有する。
PA部10及びLNA部20は、送受信切替器5を介してアンテナANTに接続されている。また、PA部10及びLNA部20は、RF帯の通信信号を処理するRF部31に接続されている。RF部31は、通信信号のアップコンバート/ダウンコンバートに用いられるミキサ、雑音成分を除去するためのフィルタ等を有する。
RF部31とCPU50との間には、ベースバンド(BB)帯の通信信号を処理するMAC/BB部32が接続されている。MAC/BB部32は、通信信号の変調/復調や符号化/復号等を行う。
CPU50は、無線LAN親機1が具備する各種の機能を制御する制御部を構成する。メモリ部60は、CPU50における制御等に用いられる各種の情報やプログラムを記憶している。メモリ部60は、CPU50によって実行されるプログラム等を記憶するROM61と、CPU50の作業領域として機能するRAM62とを有する。CPU50には、無線LAN親機1の動作状態をユーザに通知するためのLED90が接続されている。
また、CPU50には、無線LANを除くネットワークとのインタフェースとして機能するインタフェース部70が接続されている。本実施形態では、インタフェース部70は、WAN4に接続されるWANインタフェース71と、有線LANに接続される有線LANインタフェース72とを有する。
CPU50には、AC/電池検出回路43、及び手動スイッチ80(操作受付部)が接続されている。AC/電池検出回路43は、無線LAN親機1が電池41を用いて駆動される電池駆動状態と、無線LAN親機1がACアダプタ42を用いて駆動されるAC駆動状態(外部電源駆動状態)とを検出する。本実施形態においてAC/電池検出回路43は、駆動状態検出部を構成する。
手動スイッチ80は、無線LAN親機1の動作モードを切り替えるために用いられる。本実施形態では、動作モードとして、通常モード(第1動作モード)及びオン固定モード(第2動作モード)が用意されている。手動スイッチ80は、通常モード又はオン固定モードの何れかを選択する操作をユーザから受け付け、CPU50は、当該操作の内容に従って通常モード又はオン固定モードの何れかで動作する。通常モード及びオン固定モードの詳細については後述する。
(2.2)PA部及びLNA部の構成
次に、PA部10及びLNA部20の構成について説明する。
PA部10には、増幅経路R1a(第1信号経路)及び迂回経路R1b(第2信号経路)の2つの信号経路が設けられており、増幅経路R1a上にはPA11が接続されている。増幅経路R1aは、送信信号がPA11を経由する信号経路である。迂回経路R1bは、送信信号がPA11を迂回する信号経路である。
増幅経路R1a及び迂回経路R1bの両端には、セレクタSL1及びセレクタSL2が接続されている。セレクタSL1及びセレクタSL2は、CPU50の制御下で、増幅経路R1a又は迂回経路R1bの何れかを選択する。図2の例では、セレクタSL1及びセレクタSL2は、増幅経路R1aを選択している。本実施形態においてセレクタSL1及びセレクタSL2は、増幅経路R1a又は迂回経路R1bの何れかを選択する経路選択部を構成する。
PA部10は、CPU50の制御下で、PA11への電力供給を停止するか否かを切り替えるスイッチSW1(切り替え部)を有する。
セレクタSL1、セレクタSL2、及びスイッチSW1は、CPU50からの制御信号CSに従って動作する。例えば、スイッチSW1は、制御信号CSがローレベル時にPA11への電力供給を停止し、制御信号CSがハイレベル時にPA11へ電力を供給するように構成されている。セレクタSL1及びセレクタSL2は、制御信号CSがローレベル時に迂回経路R1bを選択し、制御信号CSがハイレベル時に増幅経路R1aを選択するように構成されている。
PA部10と同様に、LNA部20には、増幅経路R2a(第1信号経路)及び迂回経路R2b(第2信号経路)の2つの信号経路が設けられており、増幅経路R2a上にはLNA21が接続されている。増幅経路R2aは、受信信号がLNA21を経由する信号経路である。迂回経路R2bは、受信信号がLNA21を迂回する信号経路である。
増幅経路R2a及び迂回経路R2bの両端には、セレクタSL3及びセレクタSL4が接続されている。セレクタSL3及びセレクタSL4は、CPU50の制御下で、増幅経路R2a又は迂回経路R2bの何れかを選択する。図2の例では、セレクタSL3及びセレクタSL4は、増幅経路R2aを選択している。本実施形態においてセレクタSL3及びセレクタSL4は、増幅経路R2a又は迂回経路R2bの何れかを選択する経路選択部を構成する。
LNA部20は、CPU50の制御下で、LNA21への電力供給を停止するか否かを切り替えるスイッチSW2(切り替え部)を有する。
セレクタSL3、セレクタSL4、及びスイッチSW2は、CPU50からの制御信号CSに従って動作する。例えば、スイッチSW2は、制御信号CSがローレベル時にLNA21への電力供給を停止し、制御信号CSがハイレベル時にLNA21へ電力を供給するように構成されている。セレクタSL3及びセレクタSL4は、制御信号CSがローレベル時に迂回経路R2bを選択し、制御信号CSがハイレベル時に増幅経路R2aを選択するように構成されている。
(2.3)AC/電池検出回路の構成
図3は、AC/電池検出回路43の構成例を示す回路図である。
図3に示すように、AC/電池検出回路43は、コンデンサC1,C2,C3と、コイルL1,L2と、ダイオードD1,D2と、抵抗R1,R2,R3と、トランジスタQ1とを有する。
ACアダプタ入力に電圧が発生している場合、コンデンサC1,C2とコイルL1,L2とからなる整流回路から出力される電圧が、抵抗R1,R2からなる分圧回路で分圧され、トランジスタQ1をターン・オンさせる。トランジスタQ1がオン状態のときには、トランジスタQ1のコレクタ端子からローレベルの検出信号DTが出力される。
一方で、ACアダプタ入力に電圧が発生していない場合、トランジスタQ1がターン・オフし、トランジスタQ1のコレクタ端子からハイレベルの検出信号DTが出力される。
検出信号DTは、CPU50に入力される。その結果、CPU50は、ローレベルの検出信号DTが入力されたときにはAC駆動状態であることが分かり、ハイレベルの検出信号DTが入力されたときには電池駆動状態であることが分かる。
(3)制御フロー
図4は、CPU50によって実行される制御フローを示すフローチャートである。なお、図4の制御フローは、動作初期時にのみ実行されてもよく、所定の時間間隔で繰り返し実行されてもよい。あるいは、動作初期時にのみ実行される場合や所定の時間間隔で繰り返し実行される場合に限らず、外部トリガに応じて図4の制御フローを実行してもよい。
ステップS1において、CPU50は、動作モードがオン固定モードであるか通常モードであるかを判定する。動作モードがオン固定モードである場合には処理がステップS4に進み、通常モードである場合には処理がステップS2に進む。
ここで、オン固定モードとは、PA11及びLNA21を強制的に使用する動作モードである。オン固定モードにおいては、CPU50は、制御信号CSをハイレベル固定にする。これにより、増幅経路R1aを選択させた状態でセレクタSL1,SL2を固定し、且つ、PA11への電力を供給させた状態でスイッチSW1を固定する。また、増幅経路R2aを選択させた状態でセレクタSL3,SL4を固定し、且つ、LNA21への電力を供給させた状態でスイッチSW2を固定する。
オン固定モードが通信距離を優先する動作モードであるのに対し、通常モードは、駆動時間の延長を優先する動作モードである。通常モードにおいては、CPU50は、制御信号CSを用いて、セレクタSL1,SL2,SL3,SL4及びスイッチSW1,SW2を適応的に制御する。
ステップS2において、CPU50は、AC/電池検出回路43からの検出信号DTに基づいて、電池駆動状態であるかAC駆動状態であるかを判定する。電池駆動状態である場合には処理がステップS3に進み、AC駆動状態である場合には処理がステップS4に進む。
ステップS3において、CPU50は、制御信号CSをローレベルにする。これにより、セレクタSL1,SL2に対して迂回経路R1bを選択させ、且つ、スイッチSW1に対してPA11への電力供給を停止させる。また、セレクタSL3,SL4に対して迂回経路R2bを選択させ、且つ、スイッチSW2に対してLNA21への電力供給を停止させる。
ステップS4において、CPU50は、制御信号CSをハイレベルにする。これにより、セレクタSL1,SL2に対して増幅経路R1aを選択させ、且つ、スイッチSW1に対してPA11への電力を供給させる。また、セレクタSL3,SL4に対して増幅経路R2aを選択させ、且つ、スイッチSW2に対してLNA21への電力を供給させる。
なお、ステップS1及びステップS2の順序は逆でもよい。また、CPU50は、図4の制御フローとは別に、手動スイッチ80に対するユーザからの操作があった場合には、当該操作の内容に従って動作モードを即座に切り替えることが好ましい。
(4)実施形態の効果
以上説明したように、CPU50は、電池駆動状態において、セレクタSL1,SL2,SL3,SL4に迂回経路R1b,R2bを選択させることで、消費電力を削減できる。さらに、電池駆動状態において、CPU50は、PA11及びLNA21への電力供給を停止させるため、消費電力を大幅に削減でき、駆動時間を十分に延長させることができる。
また、CPU50は、AC駆動状態において、セレクタSL1,SL2,SL3,SL4に増幅経路R1a,R2aを選択させることで、据置型と同様の十分な通信距離を確保できる。
本実施形態では、CPU50は、オン固定モードを選択する操作を手動スイッチ80が受け付けた場合にはオン固定モードで動作する。したがって、電池駆動状態、すなわち、無線LAN親機1が外出先等に持ち運んで使用される場合においても、十分な通信距離を確保する必要が生じたときは、ユーザの意志に応じてPA11及びLNA21を使用することができる。
(5)その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
例えば、上述した実施形態では、IEEE802.11a/b/g/nに従った無線LANシステム100を例に説明したが、IEEE802.11a/b/g/nに限らず、他の無線LAN規格が使用可能である。また、本発明の無線LAN装置の実施形態として無線LAN親機を説明したが、無線LAN子機に本発明を適用してもよい。
上述した実施形態では、PA部10及びLNA部20それぞれに迂回経路を設けていたが、無線LAN親機1において最も消費電力が大きいのはPA11であるため、PA部10にのみ迂回経路を設ける構成でもよい。さらに、RF部31の内部に増幅器がある場合や、中間周波数(IF)帯の通信信号を増幅する増幅器がある場合には、これらの増幅器に対して迂回経路を設けてもよい。
上述した実施形態では、GPIO(General Purpose Input/Output)等を利用して手動スイッチ80がCPU50に接続される構成を説明したが、手動スイッチ80がAC/電池検出回路43に接続される構成でもよい。例えば、手動スイッチ80を用いて、AC/電池検出回路43が出力する検出信号DTを強制的にローレベルに固定することで、上述した実施形態と同様の動作モード制御を行うことができる。
また、手動スイッチ80を操作受付部として使用したが、手動スイッチ80に限らず、ユーザからの操作が受付可能なものであればよく、例えば、押ボタンやタッチパネル等を操作受付部として使用してもよい。さらに、動作モード制御を間接的に行う構成でもよい。具体的には、Web設定により動作モード制御を可能とすることで、動作モード制御用の操作受付部を省略できる。
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
1…無線LAN親機、2,3…無線LAN子機、4…WAN、5…送受信切替器、10…PA部、11…PA、20…LNA部、21…LNA、31…RF部、32…MAC/BB部、41…電池、42…ACアダプタ、43…AC/電池検出回路、50…CPU、60…メモリ部、61…ROM、62…RAM、70…インタフェース部、71…WANインタフェース、72…有線LANインタフェース、80…手動スイッチ、90…LED、100…無線LANシステム、ANT…アンテナ、C1,C2,C3…コンデンサ、D1,D2…ダイオード、L1,L2…コイル、Q1…トランジスタ、R1,R2,R3…抵抗、R1a,R2a…増幅経路、R1b,R2b…迂回経路、SL1,SL2,SL3,SL4…セレクタ、SW1,SW2…スイッチ

Claims (2)

  1. 電池又は外部電源を用いて駆動され、通信信号を他の無線LAN装置と送受信する無線LAN装置であって、
    前記通信信号を増幅する増幅器と、
    前記通信信号が前記増幅器を経由する第1信号経路、又は、前記通信信号が前記増幅器を迂回する第2信号経路の何れかを選択する経路選択部と、
    前記無線LAN装置が前記電池を用いて駆動される電池駆動状態と、前記無線LAN装置が前記外部電源を用いて駆動される外部電源駆動状態とを検出する駆動状態検出部と、
    前記駆動状態検出部によって前記外部電源駆動状態が検出された場合には前記経路選択部に前記第1信号経路を選択させ、前記駆動状態検出部によって前記電池駆動状態が検出された場合には前記経路選択部に前記第2信号経路を選択させる制御部と
    前記制御部により制御され、前記増幅器への電力供給を停止するか否かを切り替える切り替え部と、
    ユーザからの操作を受け付ける操作受付部と、
    を備え、
    前記制御部は、第1動作モードを選択するユーザ操作を前記操作受付部が受け付けた場合には、前記経路選択部及び前記切り替え部を適応的に制御し、
    前記制御部は、第2動作モードを選択するユーザ操作を前記操作受付部が受け付けた場合には、前記第1信号経路を選択させた状態で前記経路選択部を固定し、且つ、前記増幅器への電力を供給させた状態で前記切り替え部を固定することを特徴とする無線LAN装置。
  2. 前記増幅器は、無線周波数帯の前記通信信号を増幅する電力増幅器又は低雑音増幅器のうち少なくとも一方である請求項1に記載の無線LAN装置。
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