JPH10323237A - デスクトップ・アンテナを用いる低電力無線ネットワーク - Google Patents

デスクトップ・アンテナを用いる低電力無線ネットワーク

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JPH10323237A
JPH10323237A JP10084479A JP8447998A JPH10323237A JP H10323237 A JPH10323237 A JP H10323237A JP 10084479 A JP10084479 A JP 10084479A JP 8447998 A JP8447998 A JP 8447998A JP H10323237 A JPH10323237 A JP H10323237A
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JP
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antenna
calculator
wireless
antenna system
wireless network
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JP10084479A
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Carl M Panasik
エム．パナシク カール
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線ネットワークにおける低コスト及び低電
力の通信。 【解決手段】 コンピュータ（５０）及び／又は計算器
（３６，３８）などの電子機器のネットワークであっ
て、低電力通信を用い、分布アンテナ・システム（４
０）を介して無線信号を転送する。分布アンテナ・シス
テムは、天井又は床タイル６２又はモジュラー・オフィ
ス・コンポーネント（４４及び４６）又は生徒の机に接
続されて形成され得る。分布アンテナ・システム（４
０）は、転送する機器及び受信する機器の間の事実上の
距離をわずかな距離まで減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的にモバイル・
コンピューティング電子機器に関し、更に詳細には、モ
バイル・コンピューティング電子機器間の無線通信のた
めの方法及び装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】電子計算器やポータブル・
コンピュータなどのモバイル・コンピューティング電子
機器は、近年目覚しく発展してきている。数的計算に加
え、今日の計算器はプログラミング機能やグラフ作成機
能を提供することもある。グラフ作成計算器は、英数字
のほかにグラフィックを表示することのできるスクリー
ンを有する。他方、ポータブル・コンピュータは、デス
クトップ・コンピュータと同レベルの処理能力を維持す
る一方でコンピュータの重量を軽減するなど、次第に一
層モバイルになってきている。
【０００３】最近、グラフ機能計算器やポータブル・コ
ンピュータは、有線接続を介して互いに通信することが
できるようになってきた。この種の計算器の一例は、テ
キサス州ダラスのテキサス インスツルメンツ インコ
ーポレイティッドによって製造された計算器ＴＩ−９２
である。有線接続は、例えば一連の問題が教師の計算器
から生徒の計算器へダウンロードされる教室環境で用い
ることができる。いったんダウンロードされると、生徒
はその問題を解くために計算器を使うことができる。教
師はリアルタイムで生徒の答えをみて、どの生徒がその
問題を解くのが難しかったのかを判断することができ
る。
【０００４】ポータブル・コンピュータもまた、コンピ
ュータ・ネットワークを介して通信することができる。
最近、無線ネットワークがコンピュータに利用できるよ
うになってきた。無線ネットワークの大きな利点は、コ
ンピュータの機動性を失うことなく、一定のエリア内で
ポータブル・コンピュータとのネットワーク接続を維持
することができることである。グラフ作成計算器の無線
ネットワークは、1996年８月30日に出願されたシープら
の米国特許出願番号第08/706,123号、発明の名称「計算
器のアクティブ無線ネットワーク」、1996年８月30日に
出願されたシープらの同第08/707,165号、発明の名称
「計算器のパッシブ無線ネットワーク」、1996年８月30
日に出願されたシープらの同第08/697,808号、発明の名
称「教室環境でネットワークを実施する方法」、及び19
96年11月26日に出願されたシープらの同第08/753,563
号、発明の名称「モバイル・コンピューティング機器間
の低電力通信のための方法及び装置」において提案され
ており、これら全てを参照のためここに引用する。
【０００５】教室などの非営利的環境において、ネット
ワークの利点にも関わらず、これらは幅広く受け入れら
れていない。計算器間を有線接続することは、生徒には
幾分抑圧的なものとなる。教室又は講堂での無線通信に
は幾つかの問題がある。第１に、教師と生徒の間に有効
な通信を確保するため、生徒の機器は教師の計算器へ達
する信号を送信するのに充分なバッテリ電力を持ってい
なくてはならない。あいにく、通常の大きさの教室で教
師の机に達するのに充分な送信電力を有する生徒の機器
を設計すると、より小さな計算器バッテリは許容できな
い速さで消耗してしまう。これは、比較的小さなバッテ
リを有し、無線通信がなければ約８ヶ月間持続し得る計
算器に特有の問題である。無線通信を加えることによ
り、バッテリ寿命は通常の使用で１ヶ月又はそれ以下ま
で減少する。第２に、連邦通信委員会（FCC: Federal C
ommunication Commission ）に不免許と指定されている
周波数バンドで、機器が作動することが望ましい。不免
許周波数バンド（ＩＳＭ（産業科学医療用）バンド）で
作動する機器間の干渉を避けるため、機器が０．７ミリ
ワットと等しいかそれより大きい電力で伝達する（broa
dcast ）場合、ＦＣＣは、使用しなくてはならない広帯
域変調方式の厳密なガイドラインを定めている。現在の
無線通信機器は、３０メートルまでの距離で正確に通信
するためには、このレベルを超えていなくてはならず、
従って、ＦＣＣによって認められた広帯域変調方式を使
用しなくてはならず、システムの複雑さ、コスト、及び
電力消費が増大する。
【０００６】従って、モバイル・コンピューティング電
子機器間で通信するための低コスト、低電力の方法及び
装置がこの分野で必要とされている。
【０００７】
【課題を達成するための手段及び作用】本発明の無線通
信システムは、無線通信によってデータを受信及び送信
する回路を有する複数のモバイル・コンピューティング
電子機器、及び分布アンテナ・システムを有する。分布
アンテナ・システムは、モバイル・コンピューティング
電子機器に近接して延びる１つ又はそれ以上のセグメン
トを有し、無線通信信号のための低損失伝播パスを提供
する。本発明の第１の実施例において、アンテナ・セグ
メントは、机及び／又は別の家具に形成される。本発明
の第２の実施例において、アンテナ・セグメントは、オ
フィス環境で通常用いられる種類の天井又は床のタイル
に形成される。
【０００８】本発明は先行技術に対し重要な利点を提供
する。分布アンテナ・システムによって提供される電力
要求の減少は、無線通信を使って通信するポータブル・
コンピュータ又は他のモバイル・コンピューティング電
子機器によって使われる電力を著しく減少させる。更
に、分布アンテナ・システムは、通信を妨害し得る、ポ
ータブル・コンピュータと受信する機器との間の障害の
影響をなくす。分布アンテナ・システムの別の利点は、
コンピュータ・ネットワーク内の無線ネットワーク・ア
クセス・ポイントの数を著しく減少させることができる
ことである。何故ならば、モバイル・コンピューティン
グ電子機器とネットワーク・アクセス・ポイントとの間
の距離は、アクセス・ポイントとモバイル・コンピュー
ティング電子機器との間の物理的な距離に関わらず、事
実上、そのモバイル・コンピューティング電子機器と最
も近いアンテナ・セグメントとの間の距離であるためで
ある。教室の状況では、計算器間の事実上の距離は、計
算器と最も近いアンテナ・セグメントとの間の距離であ
るため、生徒の計算器と教師の計算器との間の距離は任
意の長さであってよい。無線ネットワーク・システムで
は、一層単純な変調／復調方式によりアクセス・ポイン
トの設計及びコストが著しく減少され、幾つかの場合に
おいては、時間及び周波数ドメインで複数のアクセスに
よって生じる衝突を減らすために専用のアクセス・ポイ
ントを用いることができる。
【０００９】本発明及びその利点を更に良く理解するた
めに、次に添付の図面に関連して説明する。
【００１０】
【実施例】本発明は、図１から図６を参照することによ
って最もよく理解され得る。これらの図面において、同
様の要素には同様の番号が用いられている。図１ａ及び
ｂは、ノートブック・コンピュータ、携帯端末（ＰＤ
Ａ）、グラフ作成計算器、及び同様の機器などの、モバ
イル・コンピューティング電子機器のネットワークと共
に用いることのできる部屋の形状を示す。図１ａにおい
て、教室のネットワーク環境１０は、その部屋に分散す
る複数の生徒の計算器１８と通信する教師の計算器１４
と共に示されている。各生徒の計算器１８は、教師の計
算器１４からデータを受信し、教師の計算器１４へデー
タを送信することができる。更に、生徒の計算器は、生
徒の計算器同士で通信することも可能である。このよう
な配置のための無線ネットワークは、上記で参照したシ
ープらの米国特許出願番号、第08/706,123号、第08/70
7,165号、第08/697,808号、及び第08/753,563号におい
て説明されている。
【００１１】図１ａに示したような環境でネットワーク
化された計算器を使用することは、非常に利点がある。
一連の問題は教師の計算器１４から生徒の計算器１８へ
ダウンロードされ、自動的に答えがアップロードされ採
点され得る。更に、授業が行われるにつれて生徒の応答
が評価され得、生徒たちが彼らが教えられた原理を把握
しているかどうかが教師に伝わる。授業を改善し教師の
時間を更に有効利用するために、ネットワーク化された
計算器又は別の低コストなモバイル・コンピューティン
グ電子機器の可能性は無限である。
【００１２】教室環境でのモバイル・コンピューティン
グ電子機器の使用を制限する１つの要因は、生徒と教師
の計算器間（又は生徒の計算器間）の正確な通信のため
に必要とされる電力である。非常に多くの状況におい
て、計算器は夫々の生徒に所有され又は割当てられ、生
徒と共に教室から教室へ移動する。従って、教室の状況
で、計算器は教室内の計算器の位置や配置への制約なく
通信できなくてはならない。各生徒の計算器は、教室内
で最も遠い（即ち、最悪の場合の）地点から教師の計算
器へ通信するのに充分な電力を持っていなくてはならな
い。単純化のため、全ての計算器は、最大の通常教室サ
イズに関連した電力レベルで作動するように構成され得
る。講堂サイズの教室を含む広い範囲の教室サイズを仮
定すれば、通信のために必要とされる電力は実質的なも
のになる。他方では、教室の場合、計算器は小さく軽量
であることが非常に望まれており、バッテリ寿命は少な
くとも６ヶ月、及びそれ以上持続することが好ましい。
ラップトップ・コンピュータは頻繁に再充電されるが、
計算器の場合はそうではなく、生徒の計算器が授業中に
切れた場合、どのように授業が行なわれたかで大きな分
かれ目ができる。
【００１３】第２の環境を図１ｂに示す。これは、無線
ネットワークは、それだけで又は有線接続されるネット
ワークと共に設置されるオフィス環境２０である。無線
ネットワークにおいて、少なくとも幾つかの計算器が無
線周波数リンクを介してサーバー２６に接続される（他
のコンピュータは有線接続されるリンクを用いてサーバ
ーに接続され得る）。図１ｂに示した例において、コン
ピュータ２２は、無線伝送を使って無線ネットワーク・
アクセス・ポイント２４へ信号を送信する回路を有す
る。実際の無線ネットワークには、通常、オフィス空間
に配置される無線ネットワーク・アクセス・ポイントが
幾つかあり、無線ネットワーク・アクセス・ポイント２
４の１つとの通信がオフィス全体で成され得る。無線ネ
ットワーク・アクセス・ポイント２４は、サーバー２６
に配線される。
【００１４】典型的に、無線接続を用いるコンピュータ
２２は、モバイル・コンピュータであるか又は有線接続
が不都合なコンピュータである。他のコンピュータ２８
がサーバー２６に有線接続されてもよい。無線ネットワ
ークは多くの利点を提供する。最も重要なことに、ポー
タブル・コンピュータのユーザは、オフィスの通路や会
議室周辺を移動する間、ネットワーク上に残ることがで
きる。無線ネットワークの範囲内でユーザが移動するに
つれて、移動するコンピュータとサーバー２６との間の
通信の責任を異なる無線ネットワーク・アクセス・ポイ
ント２４が引き継ぐ。
【００１５】電力保存は、デスクトップ及びポータブル
・コンピュータ（及び他のモバイル・コンピューティン
グ電子機器）の両方にとって重要であるが、無線通信回
路はコンピュータのバッテリ寿命を著しく低下させるこ
とがあるため、これはポータブル・コンピュータにとっ
て最も重要である。現在の無線通信機器は、ＲＦ信号を
伝達するために例えば１つの４分の１波長アンテナな
ど、単純なアンテナを用いるポイント・ラジエータであ
る。８メートルを越える屋内信号では、パス損失は機器
間の距離の３．６乗に比例し、すなわちパス損失∝ｄ
3.6 である。信号を３０メートルの距離で送信するため
には、典型的に約１．０ｍＷ（ミリワット）の電力が必
要である。この大きさの電力要求は、通常の使用でおよ
そ数週間で計算器のバッテリを消耗させ、ポータブル・
コンピュータのバッテリのチャージ消耗速度を著しく増
加させ得る。
【００１６】図２ａ及び２ｂは、図１に示されたような
教室の状況において、モバイル・コンピューティング電
子機器とベース・ステーションとの間で通信するために
必要とされる電力を低減する第１の実施例を示す。図２
ａにおいて、教室の環境３０は、教師の机３２及び複数
の生徒の机３４を含む。机３２及び３４は任意の方法で
配置され得る。教師の計算器（ベース計算器３６）は教
師の机３２の上に配置され、生徒の計算器（クライアン
ト計算器３８）は生徒の机３４上に配置される。分布ア
ンテナ４０は、生徒の机３４上まで伸びるセグメント４
２を有する。好ましい実施例において、ベース計算器３
６はアンテナ４０に配線される。セグメント４２は、机
３２及び３４（典型的にデスクトップの下）の外部表面
上に露出されるか、又は、その材料が計算器３８からの
無線周波数信号からアンテナ・セグメント４２をシール
ドしない限りは、セグメント４２はデスクトップを形成
するために用いられる材料に埋め込まれていてもよい。
【００１７】オペレーションにおいて、分布アンテナ・
システム４０は、アンテナ・セグメント４２に近接する
モバイル・コンピューティング電子機器間の通信に必要
とされる電力を大きく減少させる。典型的に、教室の状
況において、クライアント計算器３８は生徒の机３４上
で用いられ、ベース計算器３６は教師の机３２上に配置
される。従って計算器間の通信中、送信する計算器３６
はアンテナ・セグメントから０．５メートル以内にあ
る。事実上、通信する計算器間の距離は、０．５メート
ルまで減少される。そうでない場合に各生徒の計算器３
８が３０メートルの距離から通信するために充分な電力
を提供することを要求されると仮定すると、分布アンテ
ナ４０は、25,119の率（factor）で４４ｄＢほどパス損
失を減少させる。
【００１８】今日の計算器は約１２００ミリアンペア時
の電力を供給することができ、無線通信は約３０ミリア
ンペアの電流ドレインを生じるため、３０メートルで１
００ｋｂｐｓの通信で４０時間の通信時間を可能にする
（分布アンテナ・システムなし）。分布アンテナ・シス
テム４０を用いることによって、バッテリ寿命は、教室
の機器に望ましい通常の使用で６ヶ月から８ヶ月まで持
続するように増加され得る。
【００１９】エネルギー保存に加え、分布アンテナ・シ
ステムは、無線通信を変質させ得るマルチパスひずみの
問題も減少させる。通常の教室の環境において、受信す
る各計算器３６又は３８は、直接信号の他に壁、天井、
及び部屋の他の物体からのいくらかの遅延反射を受信す
る。反射された信号はオリジナルの信号から位相シフト
されており、受信地点で結合されるときデータエラーを
生じることがある。例えば、反射された信号がオリジナ
ル信号と１８０度位相がずれている場合、結合された信
号と反射された信号は相殺してしまう（同等の信号強度
であると仮定する）。
【００２０】しかし、図２ａに示される実施例におい
て、各計算器３８はアンテナ・セグメントに近接し、好
ましくは近距離場内にある。アンテナ・セグメント４２
近くの信号の強度は、上述のパス損失の式によれば反射
からの信号よりも数倍大きい。従って、この実施例では
マルチパスひずみは実質的になくなる。計算器３６及び
３８は、ＩＳＭ周波数バンドの機器のＦＣＣ閾値より下
で作動することができるため、単純な通信変調／復調技
術を用い、そのコストを削減し更にエネルギー効率を改
善させることができる。
【００２１】図２ａは、分布アンテナ・システム４０が
連続的なアンテナ線である、即ち、全てのセグメント４
２が各ワイヤごとの接続によって共に接続されている実
施例を示す。図２ｂにおいて、実施例は、机３２及び３
４の配置に適応性を与えるため、セグメント４２はユー
ザが決定できる配置に結合されて示されている。例え
ば、それぞれの机に関連するセグメント４２ａは、コネ
クタ４３ｂ及び４３ｃの間の単純な同軸パッチ・ケーブ
ル４３ａを用いて、床に配置される別のセグメント４２
ｂに結合され得る。床のセグメント４２ｂは、机のセグ
メント４２ａへ及びセグメント４２ａからの信号と通信
し得る。パッチ・ケーブル４３ａをコネクタ４３ｃから
外し、新しいコネクタ４３ｃで再接続することによっ
て、机３２又は３４は再配置され得る。
【００２２】図３は、図２ａ及び２ｂのものと同様であ
りモジュラー家具を用いる実施例を示す。モジュラー家
具のアプローチは、商用の環境において特に好ましい。
この実施例において、分布アンテナ・システム４０は、
モジュラー壁４４及びデスクトップ４６などのモジュラ
ー家具部品を通って配置され、モジュラー部品が接続さ
れるときセグメント４２が接続される。接合点４８は、
モジュラー部品が接続されるときにセグメント４２が接
合点４８を介して接続されるように配置される。
【００２３】オペレーションにおいて、ポータブル・コ
ンピュータ５０などのモバイル・コンピューティング電
子機器は、アンテナ・システム４０への有線接続を有す
る無線ネットワーク・アクセス・ポイント２４などのベ
ース・ステーションと、無線通信を介して通信すること
ができる。図２に関連して説明したように、アンテナ・
ケーブル４０を介する信号伝送に関するパス損失は実質
的に無い（２．４ＧＨｚ、３０メートルで約８ｄＢの損
失であり、これは自由空間での無線周波数パス損失と比
較して小さい）ため、送信する機器と受信する機器との
間の事実上の距離は、送信する機器とアンテナ・セグメ
ント４２との間の距離である。
【００２４】有線と同等のデータ速度（１０Ｍｂｐｓよ
り速い）で通信し、使用するバッテリ電力が最小である
システムを提供することが望ましい。不免許モバイル・
データ通信のために経済的に実行可能な周波数は、２．
４ＧＨｚで８３ＭＨｚ広帯域に制限される。非常に低い
送信電力レベルで帯域全体を使用することにより、１０
Ｍｂｐｓより速い速度で通信することが可能になり、一
方、オフィス・エリア又は学校の建物内の周波数再利用
が可能となる。無線伝送は非常に低い電力で起こり得る
ため、ＩＳＭ周波数バンドのＦＣＣ閾値レベルよりずっ
と低いレベルで無線ネットワークのオペレーションが成
される。従って、ＦＣＣが規定した広帯域変調方式より
ずっと単純な変調方式を用いることができる。信号の変
調及び復調を行うためにＤＳＰ（デジタル・シグナル・
プロセッサ）又は他の複雑な回路が必要とされなくなる
ため、周波数バンド全体を用いることのできる一層複雑
でない変調方式を実施することにより、システムのコス
トは削減され、更に無線通信によって消費される電力も
減少する。高いデータ速度を達成するため周波数バンド
全体が用いられるが、隣接するエリアからの減衰された
低電力信号は熱雑音によってマスキングされるため、近
接している機器による通信に同じ帯域が使用され得る。
図３の実施例のエネルギー効率の一例として、ポータブ
ル・コンピュータの典型的な無線通信インターフェース
は、約１．５ワットの電力を使う。１．５ワットのうち
０．２ワットのみが伝送のために用いられ、残りの１．
３ワットは信号の変調及び復調を制御する回路によって
消費される。変調技術の複雑さを減らすことにより、変
調／復調回路による電力消費の多くをなくすことができ
る。
【００２５】ネットワーク・コンピュータは、信号の低
損失伝播パスを提供するアンテナ・セグメント４２と共
にオフィス環境内で自由に移動することができる。家具
に取付けられるアンテナ・セグメント４２は、あるエリ
アをカバーするには充分でないことがあり（即ち、アン
テナ・セグメントの近くではない広い空間がある場
合）、その際は付加的なセグメントがカーペット、床タ
イル、又は天井に配置され得る（図５及び図６参照）。
分布アンテナ・システム４０はパス損失を著しく減少さ
せるため、商用の環境におけるポータブル・コンピュー
タ又は別のモバイル・コンピューティング電子機器から
の信号を送信するために必要とされる電力は著しく減少
され得る。従って、ポータブル・コンピュータのバッテ
リ電力は一層長く持続する。更に、図２に関連して説明
したように、受信する機器へ送信される信号は実質的に
フル強度（必要とされる最小の強度）でアンテナ・セグ
メントから放出され、一方反射される信号は著しく減衰
される（熱騒音によってマスキングされる）ため、マル
チパスひずみに関連する問題は事実上なくなる。
【００２６】図３の実施例は、必要不可欠なアンテナ・
セグメントと共に設計されるモジュラー家具を示すが、
アンテナ・システムは、デスクトップ下にアンテナ・セ
グメント４２を付着し、セグメント同士を接続すること
によって、いかなるオフィス環境にも改良して用いるこ
とができることに注意されたい。
【００２７】上述のように、分布アンテナ・システム４
０を用いることにより、分布アンテナ４０の長さまで範
囲が増加され得るため、無線ネットワーク・システムに
おいて必要とされるアクセス・ポイントの数を減らすこ
とができる。幾つかの例において、多数の機器が一つの
アクセス・ポイント２４を介してネットワークに同時に
アクセスすることによる複雑さを取除くため、アクセス
・ポイントの数を増加させることが望ましいこともあ
る。１つのアクセス・ポイントへ同時にアクセスする場
合、１つ又はそれ以上のコンピュータは待機しなくては
ならない。個別のオフィスに専用のアクセス・ポイント
を使うことにより、アクセス・ポイント２４から一層高
いバンド幅を有する配線されたイーサネット・レベルま
で、同時アクセスの問題は取除かれる。
【００２８】オフィス内のポータブル・コンピュータか
らの無線通信の電力は、それらが個別のオフィス内の専
用分布アンテナ・システム２４のみに結合される専用ア
クセス・ポイントによってのみ受信されるよう充分低く
され得るため、図３に示す実施例においては、オフィス
空間における各々の個別のオフィスは、専用分布アンテ
ナ・システム４０及び専用アクセス・ポイント２４を有
する。隣接するオフィスのアクセス・ポイント２４は、
隣接するアンテナ・システムまで達する距離によるパス
損失及びオフィスの壁を介する損失により、その信号を
受信しない。
【００２９】個別のオフィスにおけるオペレーションで
は、ユーザのコンピュータ５０は、そのオフィスの専用
アクセス・ポイントによって処理される。ユーザがオフ
ィスの外の共通のエリアにいるとき、複数のコンピュー
タを処理するため、１つ又はそれ以上のアクセス・ポイ
ント２４がそれぞれの分布アンテナ・システム４０に結
合され得る。従って、一層集合的な（aggregate ）通信
バンド幅が達成される。
【００３０】アクセス・ポイントの数を増加することは
コストの増大となるかもしれないが、単純な変調／復調
技術を用い、複数の機器間の衝突を調整することを必要
としない個別のアクセス・ポイントは、より低いコスト
での優れた性能となり得る。
【００３１】図４は、アンテナ・セグメント４２に用い
られるワイヤを示す。アンテナ・セグメント４２は、
「損失性ケーブル」で、少なくともモバイル・コンピュ
ーティング電子機器に近接する部分に形成される。損失
性ケーブル５２はそこを通って形成される孔５６を有す
るシールディング５４（外部導電体）を有する。シール
ディング５４は、内部導電体６０を覆うフォーム・コア
（foam core ）５８を囲む。このようなケーブルは、イ
リノイ州オーランド・パークのアンドリュー社のＲＡＤ
ＩＡＸ銘柄のものから得ることができる。損失性ケーブ
ルは、信号がケーブルに沿って均一に内部導電体６０へ
通り抜け、内部導電体６０から放出されることを可能に
し、一方内部導電体に沿って信号損失を制限する。分布
アンテナ・システム４２の、モバイル・コンピューティ
ング機器に近接しない部分は、シールドされたケーブ
ル、即ち、殆ど無損失である（２．４ＧＨｚで３０メー
トルの距離で８ｄＢ）孔のないシールディングを有する
ケーブルから構成され得る。
【００３２】図５は、分布アンテナ・システム４０が天
井のタイル上又はその中に配置される第３の実施例を示
す。この実施例において、分布アンテナ・システム４０
は、オフィス環境において通常使用されるような配線さ
れた天井タイル６２に形成される。アンテナが配線され
た各天井タイル６２は、分布アンテナ・システム４２の
一部を形成するためのアンテナ線の長さを提供する。ア
ンテナが必要とされない天井を形成するため、配線され
ない天井タイル６４を用いることもできる。天井タイル
６２及び６４は、サポート６６によって適切に保持され
る。アクセス・ポイント２４は、物理的接続によってア
ンテナ・システム４０に接続される。
【００３３】オペレーションにおいて、望ましい形状の
分布アンテナ・システム４２を形成するため、配線され
た天井タイル６２は異なる形状を有する。例えば、配線
された天井タイル６２ａは、天井タイル６２ｂが縦及び
横に接続されたアンテナ線を組込む天井タイルの縦方向
（length）に延びるアンテナ線を組込む。天井タイル６
２ｃは横にアンテナ線を組込む。対角線上に並べられた
アンテナ線や９０度の角度のアンテナ線など別の形状を
用いることもできる。アンテナ線は、アンテナ線が露出
しないように、典型的に天井タイルの上側表面に形成さ
れる。
【００３４】上述の異なるレイアウト形状に加え、天井
タイル６２は、送信及び受信が望まれる地点に損失性ケ
ーブル及びシールドされたケーブルの両方を用いて形成
され、モバイル・コンピューティング電子機器がデータ
を送信又は受信していない付近（vicinities）で、実質
的に強度に損失のない信号の送信を提供することができ
る。
【００３５】図５に示された実施例は、分布アンテナ・
システムは、殆どの現在ある商用の環境及び全ての新し
い構造に、配線された天井タイル６２を単に使うことに
よって速く安価に形成され得るという利点を有する。こ
の実施例において、モバイル電子機器とアクセス・ポイ
ントとの間の事実上の距離は、その機器と最も近い天井
のセグメント４２との間の距離に等しく、一般的に８フ
ィート以内である。典型的な無線ネットワーク・アクセ
ス・ポイントの範囲が４０フィートであると仮定する
と、分布アンテナ・システム４２は、データを送信する
ために必要とされる電力を（４０／８）3.6 ＝３２８の
率ほど減少させる。
【００３６】図５の分布アンテナ・システムは、商用オ
フィス空間に関連して説明されるが、これは教室など別
の環境に用い、先行技術に比べパス損失を著しく減少さ
せることも可能である。
【００３７】図６ａは、天井タイルがサポート部材６６
上に配置されるときにアンテナ線６３を接続するよう用
いられ得るコネクタの第１の実施例を示す。この実施例
において、天井タイル６２上のアンテナ線６３の端部
は、雌コンタクト６８又は雄コンタクト７０のいずれか
で終端される。天井タイル６２がサポート部上に配置さ
れると、雄コンタクトはサポート６６上及び雌コンタク
ト内に延びる。それらがサポート部材６６上に配置され
ると隣接する天井タイルを自動的に接続する、別の多く
の方法が用いられ得ることに注意されたい。
【００３８】図６ｂは、天井タイルがサポート部材６６
上に配置されるときにアンテナ線６３を接続するよう用
いられ得るコネクタの第２の実施例を示す。この実施例
において、サポート部材６６は、誘電性領域７４（サポ
ート部材自体がプラスチックなど誘電性材料で形成され
る場合は不要である）によって囲まれる導電領域７２を
有する。アンテナ線６３は、天井タイル６２がサポート
部材６６上に配置されるとき導電領域７２との堅固な接
続をつくる導電性スプリング・クリップ７６で終端され
る。
【００３９】オペレーションにおいて、天井タイル６２
がサポート部材６６に配置されると、導電領域７２は隣
接する天井タイル６２に関連するアンテナ線６３間に物
理的低抵抗接続を形成する。従って、望ましいアンテナ
・パターンは、選択された天井タイル６２をサポート部
材６６に単純に配置することにより容易に実施又は変更
され得る。
【００４０】図２から図６に示した実施例は、先行技術
に対し重要な利点を提供する。分布アンテナ・システム
によって提供される電力要求の減少は、無線伝送を使っ
て通信するポータブル・コンピュータ又は他のモバイル
・コンピューティング電子機器によって使われる電力を
著しく減少させる。更に、分布アンテナ・システム４２
は、通信を妨害し得る、ポータブル・コンピュータとア
クセス・ポイントとの間の障害の影響をなくす。分布ア
ンテナ・システム４２の別の利点は、無線ネットワーク
・アクセス・ポイントの数が著しく減少されることであ
る。何故ならば、モバイル・コンピューティング電子機
器とネットワーク・ベース・ステーションとの間の距離
は、ベース・ステーションとモバイル・コンピューティ
ング電子機器との間の物理的な距離に関わらず、事実
上、モバイル・コンピューティング電子機器と最も近い
アンテナ・セグメント４２との間の距離であるためであ
る。教室の状況では、計算器間の事実上の距離は、その
計算器と最も近いアンテナ・セグメント４２との間の距
離であるため、生徒の計算器と教師の計算器との間の距
離は任意の長さであってよい。
【００４１】本発明は特定の環境において示されたが、
分布アンテナは多くの異なる状況における電子機器間の
通信を改善するために用いられ得ることに注意された
い。例えば、実施例は、ローカル・エリア・ネットワー
ク・サーバーに（アクセス・ポイントを介して）接続さ
れるポータブル・コンピュータを示すが、分布アンテナ
は、ポータブル・コンピュータをドッキング・ステーシ
ョン又はオフィス内コンピュータに結合するために用い
ることもできる。
【００４２】本発明の詳細な説明は幾つかの例示用の実
施例に向けられているが、これらの実施例の種々の変形
ばかりでなく代替の実施例は当業者であれば想起されよ
う。本発明は、特許請求の範囲に含まれるいかなる修正
及び別の実施例をも含む。
【００４３】以上の説明の関して更に次の項を開示す
る。 （１） 無線ネットワークであって、無線通信信号によ
ってデータを受信及び送信する回路を有する複数のモバ
イル・コンピューティング電子機器と、複数の家具部品
と、無線通信信号のための低損失伝播パスを提供するた
め前記家具部品に結合される複数のアンテナ・セグメン
トを含む分布アンテナ・システムとを含む無線ネットワ
ーク。 （２） 第１項に記載の無線ネットワークであって、前
記家具部品に結合される前記アンテナ・セグメントは第
１のアンテナ・セグメントを含み、前記分布アンテナ・
システムは前記第1 のアンテナ・セグメントに結合され
る第２のアンテナ・セグメントを更に含む無線ネットワ
ーク。 （３） 第２項に記載の無線ネットワークであって、前
記第１のアンテナ・セグメントは、関連する第２のアン
テナ・セグメントに物理的に接続される無線ネットワー
ク。 （４） 第２項に記載の無線ネットワークであって、前
記第１のアンテナ・セグメントは、関連する第２のアン
テナ・セグメントにコネクタを介して接続される無線ネ
ットワーク。 （５） 第４項に記載の無線ネットワークであって、前
記第１のアンテナ・セグメントは、前記関連する第２の
アンテナ・セグメントにパッチ・ケーブルを用いて結合
される無線ネットワーク。 （６） 第２項に記載の無線ネットワークであって、前
記第２のアンテナ・セグメントは前記床に結合される無
線ネットワーク。 （７） 第１項に記載の無線ネットワークであって、前
記分布アンテナ・システムはベース電子機器に結合され
る無線ネットワーク。 （８） 第１項に記載の無線ネットワークであって、前
記モバイル電子機器のいくつかはポータブル・コンピュ
ータである無線ネットワーク。 （９） 第８項に記載の無線ネットワークであって、前
記分布アンテナ・システムはネットワーク・アクセス・
ポイントに結合される無線ネットワーク。 （１０） 第８項に記載の無線ネットワークであって、
前記家具部品はモジュラー家具部品である無線ネットワ
ーク。 （１１） 第１項に記載の無線ネットワークであって、
前記モバイル電子機器のいくつかは計算器である無線ネ
ットワーク。 （１２） 第１１項に記載の無線ネットワークであっ
て、前記家具部品は生徒の机である無線ネットワーク。 （１３） 第１１項に記載の無線ネットワークであっ
て、前記分布アンテナ・システムは教師の計算器に結合
される無線ネットワーク。
【００４４】（１４） モジュラー家具であって、物質
層と、モバイル電子機器からの信号を受信するため前記
物質層に配置されるアンテナとを含むモジュラー家具。 （１５） 第１４項に記載のモジュラー家具であって、
前記アンテナをモジュラー家具の接続部品のアンテナに
結合するためのコネクタを更に含むモジュラー家具。 （１６） 第１４項に記載のモジュラー家具であっ
て、前記アンテナは損失性ケーブルであるモジュラー家
具。 （１７） コンピュータ・ネットワークであって、それ
ぞれのオフィスに配置される複数のアンテナと、それぞ
れのアンテナに結合される複数のアクセス・ポイント
と、前記オフィスの１つにあるアンテナへの機器による
無線伝送が、前記他のオフィスの別のアンテナとの通信
に干渉しないように、低電力で無線信号を送信すること
の可能な複数のモバイル電子機器とを含むコンピュータ
・ネットワーク。 （１８） 第１７項に記載のコンピュータ・ネットワー
クであって、前記アンテナは損失性ケーブルのセグメン
トを含むコンピュータ・ネットワーク。 （１９） 第１７項に記載のコンピュータ・ネットワー
クであって、前記モバイル電子機器はポータブル・コン
ピュータを含むコンピュータ・ネットワーク。 （２０） コンピュータ（５０）及び／又は計算器（３
６，３８）などの電子機器のネットワークであって、低
電力通信を用い、分布アンテナ・システム（４０）を介
して無線信号を転送する。分布アンテナ・システムは、
天井又は床タイル６２又はモジュラー・オフィス・コン
ポーネント（４４及び４６）又は生徒の机に接続されて
形成され得る。分布アンテナ・システム（４０）は、転
送する機器及び受信する機器の間の事実上の距離をわず
かな距離まで減少させる。
【００４５】
【関連特許出願との関係】本発明は、1996年８月30日に
出願されたシープ（Siep）らの米国特許出願番号第08/7
06,123号、発明の名称「計算器のアクティブ無線ネット
ワーク」、1996年８月30日に出願されたシープらの同第
08/707,165号、発明の名称「計算器のパッシブ無線ネッ
トワーク」、1996年８月30日に出願されたシープらの同
第08/697,808号、発明の名称「教室環境でネットワーク
を実施する方法」、1996年11月26日に出願されたシープ
らの同第08/753,563号、発明の名称「モバイル・コンピ
ューティング機器間の低電力通信のための方法及び装
置」、及び本発明と同時に出願されたパナシック（Pana
sik ）の同第08/829,563号、発明の名称「低電力無線ネ
ットワーク」に関連する。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線通信信号が望ましいが、無線通信に関連す
るささいでない電力要求を受ける典型的な環境を示す
図。
【図２】本発明の第１の実施例を用いる教室の環境を示
す図。
【図３】本発明の第２の実施例を用いるオフィス環境を
示す図。
【図４】分布アンテナ・システムに用いられるケーブル
を示す図。
【図５】分布アンテナ・システムを形成する天井タイル
を用いる本発明の第３の実施例を示す図。
【図６】隣接する天井タイルのアンテナ・セグメントを
接続するコネクタを示す図。
【符号の説明】
４０ 分布アンテナ・システム ４２ アンテナ・セグメント ４４、４６ モジュラー・オフィス・コンポーネント ４８ 接合点 ５０ コンピュータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線ネットワークであって、 無線通信信号によってデータを受信及び送信する回路を
    有する複数のモバイル・コンピューティング電子機器
    と、 複数の家具部品と、 無線通信信号のための低損失伝播パスを提供するため前
    記家具部品に結合される複数のアンテナ・セグメントを
    含む分布アンテナ・システムとを含む無線ネットワー
    ク。
  2. 【請求項２】 モジュラー家具であって、 物質層と、 モバイル電子機器からの信号を受信するため前記物質層
    に配置されるアンテナとを含むモジュラー家具。
  3. 【請求項３】 コンピュータ・ネットワークであって、 それぞれのオフィスに配置される複数のアンテナと、 それぞれのアンテナに結合される複数のアクセス・ポイ
    ントと、 前記オフィスの１つにあるアンテナへの機器による無線
    伝送が、前記他のオフィスの別のアンテナとの通信に干
    渉しないように、低電力で無線信号を送信することの可
    能な複数のモバイル電子機器とを含むコンピュータ・ネ
    ットワーク。
JP10084479A 1997-03-31 1998-03-30 デスクトップ・アンテナを用いる低電力無線ネットワーク Pending JPH10323237A (ja)

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