無線通信装置及び無線受信装置
【課題】通信可能距離等の通信性能を向上させることができる無線通信装置を提供する。
【解決手段】受信用アンテナ１と、受信用アンテナ１を介して高周波信号を受信する受信用高周波回路２及び受信用高周波回路２の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部３を有する受信部４と、Ａ／Ｄ変換部３から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５を有する信号処理・送信部７とを備え、受信部４と信号処理・送信部７とが分離されており、受信部４が受信用アンテナ１近傍に配置されている無線通信装置。
【解決手段】受信用アンテナ１と、受信用アンテナ１を介して高周波信号を受信する受信用高周波回路２及び受信用高周波回路２の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部３を有する受信部４と、Ａ／Ｄ変換部３から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５を有する信号処理・送信部７とを備え、受信部４と信号処理・送信部７とが分離されており、受信部４が受信用アンテナ１近傍に配置されている無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の送受信を行う無線通信装置及び無線信号の受信を行う無線受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線通信システムでは、単一のアンテナ同士の通信でも、送信アンテナ−受信アンテナ間の直接到達波以外に、障害物からの反射波など、異なる経路をたどった位相の異なる電波同士が互いに干渉することで、送信波形と異なる受信波形の無線信号が受信側で受信される。このような干渉のことをマルチパス干渉といい、マルチパス干渉によって生じる受信レベルの変動を周波数選択性フェージング（または単にフェージング）という。
【０００３】
このようなフェージングによる通信品質低下を防止するため、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇやＩＥＥＥ８０２．１１ａなどではＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）変調を使用している。ＯＦＤＭ変調は、変調帯域内に複数のサブキャリアを割りあて、各サブキャリアの変調帯域を小さくしているので、単一のサブキャリアに対しての周波数選択性フェージングの影響がほぼ無い（フラットフェージング）とみなすことができ、フェージングによる通信品質低下を防止することができる。しかしながら、各サブキャリア間において受信レベル差が発生し、一部のサブキャリアでのデータの欠落が生じる場合があった。
【０００４】
ＯＦＤＭ変調における一部のサブキャリアでのデータの欠落を低減するための技術として、複数のアンテナと受信回路を使用し、たとえばサブキャリア毎に各アンテナからの信号のうち信号強度の強いものを選択して合成し、元の送信波形を復元する合成ダイバシティという技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、近年、伝送レート向上のため、送信側、受信側双方がそれぞれ複数のアンテナを用いて複数の無線信号を同時に送受信することで伝送路を多重化するＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）と呼ばれる通信方法が注目を浴びている。ＭＩＭＯは、異なるアンテナ間で通信経路が異なることに起因するフェージングの違いなどを利用して同一周波数での異なる無線信号を分離している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６５２５４号公報
【特許文献２】特開２０００−２６１４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的にフェージングは、送受信アンテナ間の経路によって変化するため、合成ダイバシティやＭＩＭＯを有効に利用するためには各アンテナの位置を空間的に離した配置にする必要がある。
【０００８】
しかしながら、従来の無線通信装置では、図４に示すように、送受信用アンテナ１５からの高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする送受信用高周波回路１６と送受信用高周波回路１６から送出されるベースバンド信号を復調するＢＢ（baseband）／ＭＡＣ（Media Access Control）デジタル信号処理部１７との間の信号伝送に通常ノイズに弱いアナログ信号が用いられているため、送受信用高周波回路１６をＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１７の近傍に配置しなければならず、通常、送受信用高周波回路１６及びＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１７からなる通信モジュール１８と、送受信用アンテナ１５とを分離し、その間を同軸ケーブル１９で接続する構成が一般的である。なお、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１７は、デジタルのベースバンド信号と伝送データの間を変調／復調する変復調部と、アナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、デジタルのベースバンド信号をアナログのベースバンド信号に変換するＤ／Ａ変換部と、通信制御を行う制御部とによって構成されている。そして、このような一般的な構成の無線通信装置にダイバシティ技術を適用すると、図５に示す構成となる。図５に示す従来の無線通信装置では、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１７’が、Ａ／Ｄ変換部の二出力を比較して、その比較結果からいずれかの送受信用アンテナを選択する。
【０００９】
図４や図５に示す従来の無線通信装置では、アンテナから高周波回路までは高周波の微弱信号を引き回さねばならないため、充分な通信性能が得られないことがあった。例えば図５に示す従来の無線通信装置は、ＰＣカードなどの小型の場合を除き、図６に示す例のようにノートＰＣでディスプレイの両端にアンテナが配置される場合などはアンテナから高周波回路までの配線引き回しによる信号劣化により、充分な通信性能が得られないことがあった。
【００１０】
本発明は、上記の状況に鑑み、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる無線通信装置及び受信可能距離等の受信性能を向上させることができる無線受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係る無線通信装置は、アンテナと、前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路及び前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するデジタル信号処理部とを備え、前記受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記受信部が前記アンテナ近傍に配置されている構成（第一の構成）とする。
【００１２】
このような構成によると、受信部をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−受信回路間の配線の引き回しがなくなるので、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる。また、このような構成によると、受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているので、受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回しが可能となり、アンテナ配置の自由度は従来通りに確保することができる。
【００１３】
また、上記第一の構成において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記受信部を複数組設けてもよい。これにより、ダイバシティ受信が可能となる。
【００１４】
上記目的を達成するために他の本発明に係る無線通信装置は、アンテナと、前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路、前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部、Ｄ／Ａ変換部、及び前記アンテナを介して前記Ｄ／Ａ変換部の出力信号に応じた高周波信号を送信する送信部を有する送受信部と、前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を受信伝送データに復調し、送信伝送データを変調したデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に送出するデジタル信号処理部とを備え、前記送受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記送受信部が前記アンテナ近傍に配置されている構成（第二の構成）とする。
【００１５】
このような構成によると、送受信部をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−受信回路及び送信回路間の配線の引き回しがなくなるので、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる。また、このような構成によると、送受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、送受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているので、送受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回しが可能となり、アンテナ配置の自由度は従来通りに確保することができる。
【００１６】
また、上記第二の構成において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記送受信部を複数組設けてもよい。これにより、ダイバシティ受信が可能となる。
【００１７】
また、上記第二の構成において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記送受信部を複数組設けた場合、さらに、複数の前記送受信部のうち、前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部のみを用いて送信動作を行うようにしてもよい。これにより、電力消費を抑え、さらに複数組の送信回路及びアンテナから同じ信号が送信されることによる複数のアンテナ間での送信波形の干渉をなくすことができる。
【００１８】
また、上記第二の構成において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記送受信部を複数組設けた場合、さらに、ＭＩＭＯ通信を行うようにしてもよい。
【００１９】
上記目的を達成するために更に他の本発明に係る無線通信装置は、受信用アンテナと、前記受信用アンテナを介して高周波信号を受信する第１の受信回路及び前記第１の受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、送受信用アンテナと、前記送受信用アンテナを介して高周波信号を受信する第２の受信回路、前記第２の受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換部、Ｄ／Ａ変換部、及び前記送受信用アンテナを介して前記Ｄ／Ａ変換部の出力信号に応じた高周波信号を送信する送信部を有する送受信部と、前記第１のＡ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号及び／又は前記第２のＡ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を受信伝送データに復調し、送信伝送データを変調したデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に送出するデジタル信号処理部とを備え、前記受信部と前記送受信部と前記デジタル信号処理部とがそれぞれ分離されており、前記受信部が前記受信用アンテナ近傍に配置されており、前記送受信部が前記送受信用アンテナ近傍に配置されている構成とする。
【００２０】
このような構成によると、受信部を受信用アンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送する受信用アンテナ−受信回路間の配線の引き回しがなくなり、また、送受信部を送受信用アンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送する送受信用アンテナ−送信回路間の配線の引き回しがなくなるので、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる。また、このような構成によると、受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いており、また、送受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、送受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているので、受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回し及び送受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回しが可能となり、アンテナ配置の自由度は従来通りに確保することができる。さらに、ダイバシティ受信が可能となる。
【００２１】
また、上記いずれかの構成の無線通信装置において、前記受信部及び／又は前記送受信部と前記デジタル信号処理部との間にノイズ抑制手段を設けるようにしてもよい。これにより、外部に不要輻射が送出されることを抑制することができる。
【００２２】
なお、本発明に係る無線通信装置の通信相手先は、特別なものである必要はなく、無線の規格が本発明に係る無線通信装置と一致した通常の市販の無線アクセスポイントなどの無線通信装置でよい。但し、本発明に係る無線通信装置がＭＩＭＯ通信を行う場合は、通信相手先の無線通信装置もＭＩＭＯ通信に対応している必要がある。
【００２３】
また、上記目的を達成するために本発明に係る無線受信装置は、アンテナと、前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路及び前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するデジタル信号処理部とを備え、前記受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記受信部が前記アンテナ近傍に配置されている構成とする。
【００２４】
このような構成によると、受信部をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−受信回路間の配線の引き回しがなくなるので、受信可能距離等の受信性能を向上させることができる。また、このような構成によると、受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているので、受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回しが可能となり、アンテナ配置の自由度は従来通りに確保することができる。
【００２５】
また、上記構成の無線受信装置において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記受信部を複数組設けてもよい。これにより、ダイバシティ受信が可能となる。
【００２６】
また、上記いずれかの構成の無線受信装置において、前記受信部と前記デジタル信号処理部との間にノイズ抑制手段を設けるようにしてもよい。これにより、外部に不要輻射が送出されることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る無線通信装置によると、受信部（または送受信部）をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−高周波回路間の配線の引き回しがなくなるので、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる。
【００２８】
また、本発明に係る無線受信装置によると、受信部をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−高周波回路間の配線の引き回しがなくなるので、受信可能距離等の受信性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る無線通信装置の一構成例を図１に示す。図１に示す無線通信装置は、受信用アンテナ１と、受信用高周波回路２及びＡ／Ｄ変換部３を有する受信部４と、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５及び送信用高周波回路６を有する信号処理・送信部７と、送信用アンテナ８とを備え、受信部４と信号処理・送信部７とが分離した構成である。なお、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５は、デジタルのベースバンド信号と伝送データの間を変調／復調する変復調部と、デジタルのベースバンド信号をアナログのベースバンド信号に変換するＤ／Ａ変換部と、通信制御を行う制御部とによって構成されている。
【００３０】
このような構成の図１に示す無線通信装置の受信時の概略動作について説明する。受信用高周波回路２は、受信用アンテナ１から送られてきた高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする。Ａ／Ｄ変換部３は、受信用高周波回路２から出力されるアナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５に送出する。ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５は、Ａ／Ｄ変換部３から送られてきたデジタルのベースバンド信号を伝送データに復調する。
【００３１】
続いて図１に示す無線通信装置の送信時の概略動作について説明する。ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５は、伝送データをデジタルのベースバンド信号に変調し、そのデジタルのベースバンド信号を内蔵しているＤ／Ａ変換部によりアナログのベースバンド信号に変換し、送信用高周波回路６に送出する。送信用高周波回路６は、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５から送られてきたアナログのベースバンド信号を高周波信号へアップコンバージョンし、送信用アンテナ８に出力する。
【００３２】
次に、図１に示す無線通信装置の各部の配置について説明する。
【００３３】
受信部４を受信用アンテナ１とともに受信用アンテナ１による利得が最大に得られる場所(通常、図１に示す無線通信装置を搭載する機器の上面や側面など機器外部との間に遮蔽物のない部分)に配置する。受信部４と信号処理・送信部７との間はデジタル信号伝送線によって有線接続される。
【００３４】
また、受信部４を受信用アンテナ１近傍に配置し、受信用アンテナ１と受信部４との間を短配線（受信部４−信号処理・送信部７間のデジタル信号伝送線に比べて短い配線）で接続する。さらに、受信用アンテナ１−受信部４間の短配線は、高周波での減衰が最小となるよう考慮した配線(インピーダンス整合された配線)とする。例えば、受信用アンテナ１（チップアンテナ、パターンアンテナなど）と受信用高周波回路２とを同一の基板上に搭載するようにすればよい。
【００３５】
上記の配置にすることで、受信部４が受信用アンテナ１近傍に配置されるので、高周波の微弱信号を伝送する配線の引き回しがなくなる。このため、図１に示す無線通信装置は、図１に示す無線通信装置の受信用高周波回路２の受信感度と図４に示す従来の無線通信装置の送受信用高周波回路１６の受信感度とが同等であれば、高周波の微弱信号を伝送する配線を引き回している図４に示す従来の無線通信装置に比べてより遠距離からの無線信号の受信が可能になる。
【００３６】
上記の例では、受信部と信号処理部とを分離し、受信用アンテナ近傍に受信部を配置し、受信部と信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているが、同様に送受信部と信号処理部とを分離し、送受信用アンテナ近傍に送受信部を配置し、送受信部と信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いていることで、より少ない送信出力で同等の通信性能が得られ、同等出力であればより遠距離間での通信が可能となる。
【００３７】
また、本発明に係る無線通信装置においてダイバシティ受信を行う構成にする場合、アンテナとそのアンテナ近傍に配置される受信部（または送受信部）を複数組設け、ダイバシティ構成をとるため各組をそれぞれ空間的に離れた場所に配置する。このような構成にすることで、さらに受信感度を上げることができるだけでなく、受信部（または送受信部）同士が近接することによる受信信号間の干渉に起因する感度の劣化も発生しない。
【００３８】
次に、本発明に係る無線通信装置の他の構成例を図２に示す。図２に示す無線通信装置は、送受信用アンテナ９＿１と、送受信用高周波回路１０＿１、Ａ／Ｄ変換部１１＿１、及びＤ／Ａ変換部１３＿１を有する送受信部１４＿１と、送受信用アンテナ９＿２と、送受信用高周波回路１０＿２、Ａ／Ｄ変換部１１＿２、及びＤ／Ａ変換部１３＿２を有する送受信部１４＿２と、送受信用アンテナ９＿３と、送受信用高周波回路１０＿３、Ａ／Ｄ変換部１１＿３、及びＤ／Ａ変換部１３＿３を有する送受信部１４＿３と、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２とを備え、送受信部１４＿１、送受信部１４＿２、送受信部１４＿３、及びＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２がそれぞれ分離した構成である。なお、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２は、デジタルのベースバンド信号と伝送データの間を変調／復調する変復調部と、通信制御を行う制御部とによって構成されている。
【００３９】
このような構成の図２に示す無線通信装置の受信時の概略動作について説明する。
【００４０】
送受信用高周波回路１０＿１は、送受信用アンテナ９＿１から送られてきた高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする。Ａ／Ｄ変換部１１＿１は、送受信用高周波回路１０＿１から出力されるアナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２に送出する。
【００４１】
同様に、送受信用高周波回路１０＿２は、送受信用アンテナ９＿２から送られてきた高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする。Ａ／Ｄ変換部１１＿２は、送受信用高周波回路１０＿２から出力されるアナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２に送出する。
【００４２】
同様に、送受信用高周波回路１０＿３は、送受信用アンテナ９＿３から送られてきた高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする。Ａ／Ｄ変換部１１＿３は、送受信用高周波回路１０＿３から出力されるアナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２に送出する。
【００４３】
ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１＿１から送られてきたデジタルのベースバンド信号とＡ／Ｄ変換部１１＿２から送られてきたデジタルのベースバンド信号とＡ／Ｄ変換部１１＿３から送られてきたデジタルのベースバンド信号とを比較し、その比較結果から受信信号レベルが最も大きい送受信部を検出し、受信信号レベルが最も大きい送受信部から送られてきたデジタルのベースバンド信号を伝送データに復調する。なお、上述した合成ダイバシティ技術を用いる場合、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２は、サブキャリア毎に受信信号レベルが最も大きい送受信部を検出する。
【００４４】
続いて図２に示す無線通信装置の送信時の概略動作について説明する。
【００４５】
ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２は、前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部及びそれに接続されている送受信用アンテナを通信相手先との間で最も良好な通信経路があるものとして選択し、伝送データをデジタルのベースバンド信号に変調し、そのデジタルのベースバンド信号を最も良好な通信経路の送受信部（前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部）のＤ／Ａ変換部に送出する。最も良好な通信経路の送受信部（前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部）の送信用高周波回路は、Ｄ／Ａ変換部から送られてきたアナログのベースバンド信号を高周波信号へアップコンバージョンし、接続されている送信用アンテナに出力する。
【００４６】
そして、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２からデジタルのベースバンド信号を受け取らない送受信回路部は送信動作を行わないようにする。これにより、電力消費を抑え、さらに複数組の送受信部及び送受信用アンテナから同じ信号が送信されることによる送受信用アンテナ間での送信波形の干渉をなくすことができる。
【００４７】
次に、図２に示す無線通信装置の各部の配置について説明する。
【００４８】
送受信部１４＿１を送受信用アンテナ９＿１とともに送受信用アンテナ９＿１による利得が最大に得られる場所(通常、図２に示す無線通信装置を搭載する機器の上面や側面など機器外部との間に遮蔽物のない部分)に配置する。送受信部１４＿１とＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２との間はデジタル信号伝送線によって有線接続される。
【００４９】
同様に、送受信部１４＿２を送受信用アンテナ９＿２とともに送受信用アンテナ９＿２による利得が最大に得られる場所(通常、図２に示す無線通信装置を搭載する機器の上面や側面など機器外部との間に遮蔽物のない部分)に配置する。送受信部１４＿２とＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２との間はデジタル信号伝送線によって有線接続される。
【００５０】
同様に、送受信部１４＿３を送受信用アンテナ９＿３とともに送受信用アンテナ９＿３による利得が最大に得られる場所(通常、図２に示す無線通信装置を搭載する機器の上面や側面など機器外部との間に遮蔽物のない部分)に配置する。送受信部１４＿３とＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２との間はデジタル信号伝送線によって有線接続される。
【００５１】
また、送受信部１４＿１を送受信用アンテナ９＿１近傍に配置し、送受信用アンテナ９＿１と送受信部１４＿１との間を短配線（送受信部１４＿１−ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２間のデジタル信号伝送線に比べて短い配線）で接続する。さらに、送受信用アンテナ９＿１−送受信部１４＿１間の短配線は、高周波での減衰が最小となるよう考慮した配線(インピーダンス整合された配線)とする。例えば、送受信用アンテナ９＿１（チップアンテナ、パターンアンテナなど）と送受信用高周波回路１０＿１とを同一の基板上に搭載するようにすればよい。
【００５２】
同様に、送受信部１４＿２を送受信用アンテナ９＿２近傍に配置し、送受信用アンテナ９＿２と送受信部１４＿２との間を短配線（送受信部１４＿２−ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２間のデジタル信号伝送線に比べて短い配線）で接続する。さらに、送受信用アンテナ９＿２−送受信部１４＿２間の短配線は、高周波での減衰が最小となるよう考慮した配線(インピーダンス整合された配線)とする。例えば、送受信用アンテナ９＿２（チップアンテナ、パターンアンテナなど）と送受信用高周波回路１０＿２とを同一の基板上に搭載するようにすればよい。
【００５３】
同様に、送受信部１４＿３を送受信用アンテナ９＿３近傍に配置し、送受信用アンテナ９＿３と送受信部１４＿３との間を短配線（送受信部１４＿３−ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２間のデジタル信号伝送線に比べて短い配線）で接続する。さらに、送受信用アンテナ９＿３−送受信部１４＿３間の短配線は、高周波での減衰が最小となるよう考慮した配線(インピーダンス整合された配線)とする。例えば、送受信用アンテナ９＿３（チップアンテナ、パターンアンテナなど）と送受信用高周波回路１０＿３とを同一の基板上に搭載するようにすればよい。
【００５４】
上記の配置にすることで、各送受信部１４＿１〜１４＿３が各送受信用アンテナ９＿１〜９＿３近傍に配置されるので、高周波の微弱信号の高周波の微弱信号を伝送する配線の引き回しがなくなる。このため、図２に示す無線通信装置は、図２に示す無線通信装置の各送受信用高周波回路１４＿１〜１４＿３の受信感度及び送信出力と図５に示す従来の無線通信装置の各送受信用高周波回路１６＿１〜１６＿２の受信感度及び送信出力とが同等であれば、高周波の微弱信号を伝送する配線を引き回している図５に示す従来の無線通信装置に比べてより遠距離間での通信が可能になる。
【００５５】
また、上記動作と異なり、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２が、受信時には、各Ａ／Ｄ変換部１１＿１〜１１＿３から送られてきたデジタルのベースバンド信号をそれぞれ伝送データに復調し、パケット誤り率（PER: Packet Error Rate）が最も小さい伝送データを選択し、送信時には、前回受信時にパケット誤り率が最も小さい伝送データの基となるデジタルのベースバンド信号を送出した送受信部及びそれに接続されている送受信用アンテナを通信相手先との間で最も良好な通信経路があるものとして選択し、伝送データをデジタルのベースバンド信号に変調し、そのデジタルのベースバンド信号を最も良好な通信経路の送受信部（前回受信時にパケット誤り率が最も小さい伝送データの基となるデジタルのベースバンド信号を送出した送受信部）のＤ／Ａ変換部に送出するようにしてもよい。
【００５６】
また、送受信部１４＿１及び送受信用アンテナ９＿１、送受信部１４＿２及び送受信用アンテナ９＿２、送受信部１４＿３及び送受信用アンテナ９＿３の少なくとも一組を、図１に示す無線通信装置が具備する受信部４及び受信用アンテナ１に置換してもよい。
【００５７】
上記の例では、図２に示す無線通信装置がダイバシティ受信を行う場合について説明したが、図２に示す無線通信装置がダイバシティ受信を行わずに、ＭＩＭＯ通信を行うようにしてもよい。
【００５８】
図２に示す無線通信装置がＭＩＭＯ通信を行う場合、送信時は、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５が送信データを各送受信部１４＿１〜１４＿３に分配してデジタルのベースバンド信号に変調し、送受信用アンテナ９＿１〜９＿３からはそれぞれ異なる送信データに対応する無線信号が同時に送信され、受信時は、送受信用アンテナ９＿１〜９＿３それぞれが、通信相手の異なる複数の送信アンテナからの異なる無線信号の合成信号を受信し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５が、各送受信部１４＿１〜１４＿３から送られてくるデジタルのベースバンド信号を分離した後復調することで受信データを得ている。各送受信部１４＿１〜１４＿３が各送受信用アンテナ９＿１〜９＿３近傍に配置されているので、受信感度を向上することができる。また、各送受信部１４＿１〜１４＿３を空間的に離れた配置にすることができるので、送受信部同士が近接することによる受信信号間の干渉に起因する感度の劣化や送信波形同士の干渉の問題が発生しない。
【００５９】
図２に示す無線通信装置がダイバシティ受信を行う場合であっても、ＭＩＭＯ通信を行う場合であっても各アンテナの位置を空間的に離れた配置にする必要があるので、図２に示す無線通信装置をノートＰＣに搭載する場合、例えば図３に示すような配置にすればよい。
【００６０】
なお、本発明に係る無線通信装置は、受信部（または送受信部）と信号処理回路との間が高速伝送のデジタル信号伝送線で引き回されることとなるので、本発明に係る無線通信周辺の電子機器に悪影響を及ばさないように、かかるデジタル信号伝送線に対してシールド線を利用したシールドや、差動信号化、コモンモードフィルタ挿入などのノイズ対策を施して外部に不要輻射が送出されないようにすることが望ましい。
【００６１】
本発明は、送信機能及び受信機能を有する無線通信装置以外に、受信機能のみを有する無線受信装置にも適用することができる。本発明に係る無線受信装置の一例としては、図１に示す無線通信装置から送信機能に関する部分を除去した構成、すなわち、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５のＤ／Ａ変換部、送信用高周波回路６、及び送信用アンテナ８を取り除き、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５がデジタルのベースバンド信号と伝送データの間を復調する復調部と受信制御を行う制御部とからなるようにした構成が挙げられる。また、本発明に係る無線受信装置の他の例としては、図２に示す無線通信装置から送信機能に関する部分を除去した構成、すなわち、送受信部１４＿１及び送信用アンテナ９＿１を図１の受信用アンテナ１及び受信部４に置換し、送受信部１４＿２及び送信用アンテナ９＿２を図１の受信用アンテナ１及び受信部４に置換し、送受信部１４＿３及び送信用アンテナ９＿３を図１の受信用アンテナ１及び受信部４に置換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２がデジタルのベースバンド信号と伝送データの間を復調する復調部と受信制御を行う制御部とからなるようにした構成が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】は、本発明に係る無線通信装置の一構成例を示す図である。
【図２】は、本発明に係る無線通信装置の他の構成例を示す図である。
【図３】は、図２に示す本発明に係る無線通信装置をノートＰＣに搭載する場合の配置例を示す図である。
【図４】は、従来の無線通信装置の一構成例を示す図である。
【図５】は、従来の無線通信装置の他の構成例を示す図である。
【図６】は、図５に示す従来の無線通信装置をノートＰＣに搭載する場合の配置例を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 受信用アンテナ
２ 受信用高周波回路
３ Ａ／Ｄ変換部
４ 受信部
５ ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部
６ 送信用高周波回路
７ 信号処理・送信部
８ 送信用アンテナ
９＿１〜９＿３ 送受信用アンテナ
１０＿１〜１０＿３ 送受信用高周波回路
１１＿１〜１１＿３ Ａ／Ｄ変換部
１２ ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部
１３＿１〜１３＿３ Ｄ／Ａ変換部
１４＿１〜１４＿３ 送受信部
１５、１５＿１、１５＿２ 送受信用アンテナ
１６、１６＿１、１６＿２ 送受信用高周波回路
１７、１７’ ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部
１８、１８’ 通信モジュール
１９、１９＿１、１９＿２ 同軸ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の送受信を行う無線通信装置及び無線信号の受信を行う無線受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線通信システムでは、単一のアンテナ同士の通信でも、送信アンテナ−受信アンテナ間の直接到達波以外に、障害物からの反射波など、異なる経路をたどった位相の異なる電波同士が互いに干渉することで、送信波形と異なる受信波形の無線信号が受信側で受信される。このような干渉のことをマルチパス干渉といい、マルチパス干渉によって生じる受信レベルの変動を周波数選択性フェージング（または単にフェージング）という。
【０００３】
このようなフェージングによる通信品質低下を防止するため、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇやＩＥＥＥ８０２．１１ａなどではＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）変調を使用している。ＯＦＤＭ変調は、変調帯域内に複数のサブキャリアを割りあて、各サブキャリアの変調帯域を小さくしているので、単一のサブキャリアに対しての周波数選択性フェージングの影響がほぼ無い（フラットフェージング）とみなすことができ、フェージングによる通信品質低下を防止することができる。しかしながら、各サブキャリア間において受信レベル差が発生し、一部のサブキャリアでのデータの欠落が生じる場合があった。
【０００４】
ＯＦＤＭ変調における一部のサブキャリアでのデータの欠落を低減するための技術として、複数のアンテナと受信回路を使用し、たとえばサブキャリア毎に各アンテナからの信号のうち信号強度の強いものを選択して合成し、元の送信波形を復元する合成ダイバシティという技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、近年、伝送レート向上のため、送信側、受信側双方がそれぞれ複数のアンテナを用いて複数の無線信号を同時に送受信することで伝送路を多重化するＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）と呼ばれる通信方法が注目を浴びている。ＭＩＭＯは、異なるアンテナ間で通信経路が異なることに起因するフェージングの違いなどを利用して同一周波数での異なる無線信号を分離している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６５２５４号公報
【特許文献２】特開２０００−２６１４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的にフェージングは、送受信アンテナ間の経路によって変化するため、合成ダイバシティやＭＩＭＯを有効に利用するためには各アンテナの位置を空間的に離した配置にする必要がある。
【０００８】
しかしながら、従来の無線通信装置では、図４に示すように、送受信用アンテナ１５からの高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする送受信用高周波回路１６と送受信用高周波回路１６から送出されるベースバンド信号を復調するＢＢ（baseband）／ＭＡＣ（Media Access Control）デジタル信号処理部１７との間の信号伝送に通常ノイズに弱いアナログ信号が用いられているため、送受信用高周波回路１６をＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１７の近傍に配置しなければならず、通常、送受信用高周波回路１６及びＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１７からなる通信モジュール１８と、送受信用アンテナ１５とを分離し、その間を同軸ケーブル１９で接続する構成が一般的である。なお、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１７は、デジタルのベースバンド信号と伝送データの間を変調／復調する変復調部と、アナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、デジタルのベースバンド信号をアナログのベースバンド信号に変換するＤ／Ａ変換部と、通信制御を行う制御部とによって構成されている。そして、このような一般的な構成の無線通信装置にダイバシティ技術を適用すると、図５に示す構成となる。図５に示す従来の無線通信装置では、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１７’が、Ａ／Ｄ変換部の二出力を比較して、その比較結果からいずれかの送受信用アンテナを選択する。
【０００９】
図４や図５に示す従来の無線通信装置では、アンテナから高周波回路までは高周波の微弱信号を引き回さねばならないため、充分な通信性能が得られないことがあった。例えば図５に示す従来の無線通信装置は、ＰＣカードなどの小型の場合を除き、図６に示す例のようにノートＰＣでディスプレイの両端にアンテナが配置される場合などはアンテナから高周波回路までの配線引き回しによる信号劣化により、充分な通信性能が得られないことがあった。
【００１０】
本発明は、上記の状況に鑑み、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる無線通信装置及び受信可能距離等の受信性能を向上させることができる無線受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係る無線通信装置は、アンテナと、前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路及び前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するデジタル信号処理部とを備え、前記受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記受信部が前記アンテナ近傍に配置されている構成（第一の構成）とする。
【００１２】
このような構成によると、受信部をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−受信回路間の配線の引き回しがなくなるので、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる。また、このような構成によると、受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているので、受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回しが可能となり、アンテナ配置の自由度は従来通りに確保することができる。
【００１３】
また、上記第一の構成において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記受信部を複数組設けてもよい。これにより、ダイバシティ受信が可能となる。
【００１４】
上記目的を達成するために他の本発明に係る無線通信装置は、アンテナと、前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路、前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部、Ｄ／Ａ変換部、及び前記アンテナを介して前記Ｄ／Ａ変換部の出力信号に応じた高周波信号を送信する送信部を有する送受信部と、前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を受信伝送データに復調し、送信伝送データを変調したデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に送出するデジタル信号処理部とを備え、前記送受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記送受信部が前記アンテナ近傍に配置されている構成（第二の構成）とする。
【００１５】
このような構成によると、送受信部をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−受信回路及び送信回路間の配線の引き回しがなくなるので、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる。また、このような構成によると、送受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、送受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているので、送受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回しが可能となり、アンテナ配置の自由度は従来通りに確保することができる。
【００１６】
また、上記第二の構成において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記送受信部を複数組設けてもよい。これにより、ダイバシティ受信が可能となる。
【００１７】
また、上記第二の構成において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記送受信部を複数組設けた場合、さらに、複数の前記送受信部のうち、前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部のみを用いて送信動作を行うようにしてもよい。これにより、電力消費を抑え、さらに複数組の送信回路及びアンテナから同じ信号が送信されることによる複数のアンテナ間での送信波形の干渉をなくすことができる。
【００１８】
また、上記第二の構成において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記送受信部を複数組設けた場合、さらに、ＭＩＭＯ通信を行うようにしてもよい。
【００１９】
上記目的を達成するために更に他の本発明に係る無線通信装置は、受信用アンテナと、前記受信用アンテナを介して高周波信号を受信する第１の受信回路及び前記第１の受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、送受信用アンテナと、前記送受信用アンテナを介して高周波信号を受信する第２の受信回路、前記第２の受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換部、Ｄ／Ａ変換部、及び前記送受信用アンテナを介して前記Ｄ／Ａ変換部の出力信号に応じた高周波信号を送信する送信部を有する送受信部と、前記第１のＡ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号及び／又は前記第２のＡ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を受信伝送データに復調し、送信伝送データを変調したデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に送出するデジタル信号処理部とを備え、前記受信部と前記送受信部と前記デジタル信号処理部とがそれぞれ分離されており、前記受信部が前記受信用アンテナ近傍に配置されており、前記送受信部が前記送受信用アンテナ近傍に配置されている構成とする。
【００２０】
このような構成によると、受信部を受信用アンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送する受信用アンテナ−受信回路間の配線の引き回しがなくなり、また、送受信部を送受信用アンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送する送受信用アンテナ−送信回路間の配線の引き回しがなくなるので、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる。また、このような構成によると、受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いており、また、送受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、送受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているので、受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回し及び送受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回しが可能となり、アンテナ配置の自由度は従来通りに確保することができる。さらに、ダイバシティ受信が可能となる。
【００２１】
また、上記いずれかの構成の無線通信装置において、前記受信部及び／又は前記送受信部と前記デジタル信号処理部との間にノイズ抑制手段を設けるようにしてもよい。これにより、外部に不要輻射が送出されることを抑制することができる。
【００２２】
なお、本発明に係る無線通信装置の通信相手先は、特別なものである必要はなく、無線の規格が本発明に係る無線通信装置と一致した通常の市販の無線アクセスポイントなどの無線通信装置でよい。但し、本発明に係る無線通信装置がＭＩＭＯ通信を行う場合は、通信相手先の無線通信装置もＭＩＭＯ通信に対応している必要がある。
【００２３】
また、上記目的を達成するために本発明に係る無線受信装置は、アンテナと、前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路及び前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するデジタル信号処理部とを備え、前記受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記受信部が前記アンテナ近傍に配置されている構成とする。
【００２４】
このような構成によると、受信部をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−受信回路間の配線の引き回しがなくなるので、受信可能距離等の受信性能を向上させることができる。また、このような構成によると、受信部とデジタル信号処理部とが分離されており、受信部とデジタル信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているので、受信部とデジタル信号処理部との間の配線の引き回しが可能となり、アンテナ配置の自由度は従来通りに確保することができる。
【００２５】
また、上記構成の無線受信装置において、前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記受信部を複数組設けてもよい。これにより、ダイバシティ受信が可能となる。
【００２６】
また、上記いずれかの構成の無線受信装置において、前記受信部と前記デジタル信号処理部との間にノイズ抑制手段を設けるようにしてもよい。これにより、外部に不要輻射が送出されることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る無線通信装置によると、受信部（または送受信部）をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−高周波回路間の配線の引き回しがなくなるので、通信可能距離等の通信性能を向上させることができる。
【００２８】
また、本発明に係る無線受信装置によると、受信部をアンテナ近傍に配置することにより、高周波の微弱信号を伝送するアンテナ−高周波回路間の配線の引き回しがなくなるので、受信可能距離等の受信性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る無線通信装置の一構成例を図１に示す。図１に示す無線通信装置は、受信用アンテナ１と、受信用高周波回路２及びＡ／Ｄ変換部３を有する受信部４と、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５及び送信用高周波回路６を有する信号処理・送信部７と、送信用アンテナ８とを備え、受信部４と信号処理・送信部７とが分離した構成である。なお、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５は、デジタルのベースバンド信号と伝送データの間を変調／復調する変復調部と、デジタルのベースバンド信号をアナログのベースバンド信号に変換するＤ／Ａ変換部と、通信制御を行う制御部とによって構成されている。
【００３０】
このような構成の図１に示す無線通信装置の受信時の概略動作について説明する。受信用高周波回路２は、受信用アンテナ１から送られてきた高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする。Ａ／Ｄ変換部３は、受信用高周波回路２から出力されるアナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５に送出する。ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５は、Ａ／Ｄ変換部３から送られてきたデジタルのベースバンド信号を伝送データに復調する。
【００３１】
続いて図１に示す無線通信装置の送信時の概略動作について説明する。ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５は、伝送データをデジタルのベースバンド信号に変調し、そのデジタルのベースバンド信号を内蔵しているＤ／Ａ変換部によりアナログのベースバンド信号に変換し、送信用高周波回路６に送出する。送信用高周波回路６は、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５から送られてきたアナログのベースバンド信号を高周波信号へアップコンバージョンし、送信用アンテナ８に出力する。
【００３２】
次に、図１に示す無線通信装置の各部の配置について説明する。
【００３３】
受信部４を受信用アンテナ１とともに受信用アンテナ１による利得が最大に得られる場所(通常、図１に示す無線通信装置を搭載する機器の上面や側面など機器外部との間に遮蔽物のない部分)に配置する。受信部４と信号処理・送信部７との間はデジタル信号伝送線によって有線接続される。
【００３４】
また、受信部４を受信用アンテナ１近傍に配置し、受信用アンテナ１と受信部４との間を短配線（受信部４−信号処理・送信部７間のデジタル信号伝送線に比べて短い配線）で接続する。さらに、受信用アンテナ１−受信部４間の短配線は、高周波での減衰が最小となるよう考慮した配線(インピーダンス整合された配線)とする。例えば、受信用アンテナ１（チップアンテナ、パターンアンテナなど）と受信用高周波回路２とを同一の基板上に搭載するようにすればよい。
【００３５】
上記の配置にすることで、受信部４が受信用アンテナ１近傍に配置されるので、高周波の微弱信号を伝送する配線の引き回しがなくなる。このため、図１に示す無線通信装置は、図１に示す無線通信装置の受信用高周波回路２の受信感度と図４に示す従来の無線通信装置の送受信用高周波回路１６の受信感度とが同等であれば、高周波の微弱信号を伝送する配線を引き回している図４に示す従来の無線通信装置に比べてより遠距離からの無線信号の受信が可能になる。
【００３６】
上記の例では、受信部と信号処理部とを分離し、受信用アンテナ近傍に受信部を配置し、受信部と信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いているが、同様に送受信部と信号処理部とを分離し、送受信用アンテナ近傍に送受信部を配置し、送受信部と信号処理部との信号伝送にデジタル信号を用いていることで、より少ない送信出力で同等の通信性能が得られ、同等出力であればより遠距離間での通信が可能となる。
【００３７】
また、本発明に係る無線通信装置においてダイバシティ受信を行う構成にする場合、アンテナとそのアンテナ近傍に配置される受信部（または送受信部）を複数組設け、ダイバシティ構成をとるため各組をそれぞれ空間的に離れた場所に配置する。このような構成にすることで、さらに受信感度を上げることができるだけでなく、受信部（または送受信部）同士が近接することによる受信信号間の干渉に起因する感度の劣化も発生しない。
【００３８】
次に、本発明に係る無線通信装置の他の構成例を図２に示す。図２に示す無線通信装置は、送受信用アンテナ９＿１と、送受信用高周波回路１０＿１、Ａ／Ｄ変換部１１＿１、及びＤ／Ａ変換部１３＿１を有する送受信部１４＿１と、送受信用アンテナ９＿２と、送受信用高周波回路１０＿２、Ａ／Ｄ変換部１１＿２、及びＤ／Ａ変換部１３＿２を有する送受信部１４＿２と、送受信用アンテナ９＿３と、送受信用高周波回路１０＿３、Ａ／Ｄ変換部１１＿３、及びＤ／Ａ変換部１３＿３を有する送受信部１４＿３と、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２とを備え、送受信部１４＿１、送受信部１４＿２、送受信部１４＿３、及びＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２がそれぞれ分離した構成である。なお、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２は、デジタルのベースバンド信号と伝送データの間を変調／復調する変復調部と、通信制御を行う制御部とによって構成されている。
【００３９】
このような構成の図２に示す無線通信装置の受信時の概略動作について説明する。
【００４０】
送受信用高周波回路１０＿１は、送受信用アンテナ９＿１から送られてきた高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする。Ａ／Ｄ変換部１１＿１は、送受信用高周波回路１０＿１から出力されるアナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２に送出する。
【００４１】
同様に、送受信用高周波回路１０＿２は、送受信用アンテナ９＿２から送られてきた高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする。Ａ／Ｄ変換部１１＿２は、送受信用高周波回路１０＿２から出力されるアナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２に送出する。
【００４２】
同様に、送受信用高周波回路１０＿３は、送受信用アンテナ９＿３から送られてきた高周波信号をベースバンド信号にダウンコンバージョンする。Ａ／Ｄ変換部１１＿３は、送受信用高周波回路１０＿３から出力されるアナログのベースバンド信号をデジタルのベースバンド信号に変換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２に送出する。
【００４３】
ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１＿１から送られてきたデジタルのベースバンド信号とＡ／Ｄ変換部１１＿２から送られてきたデジタルのベースバンド信号とＡ／Ｄ変換部１１＿３から送られてきたデジタルのベースバンド信号とを比較し、その比較結果から受信信号レベルが最も大きい送受信部を検出し、受信信号レベルが最も大きい送受信部から送られてきたデジタルのベースバンド信号を伝送データに復調する。なお、上述した合成ダイバシティ技術を用いる場合、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２は、サブキャリア毎に受信信号レベルが最も大きい送受信部を検出する。
【００４４】
続いて図２に示す無線通信装置の送信時の概略動作について説明する。
【００４５】
ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２は、前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部及びそれに接続されている送受信用アンテナを通信相手先との間で最も良好な通信経路があるものとして選択し、伝送データをデジタルのベースバンド信号に変調し、そのデジタルのベースバンド信号を最も良好な通信経路の送受信部（前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部）のＤ／Ａ変換部に送出する。最も良好な通信経路の送受信部（前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部）の送信用高周波回路は、Ｄ／Ａ変換部から送られてきたアナログのベースバンド信号を高周波信号へアップコンバージョンし、接続されている送信用アンテナに出力する。
【００４６】
そして、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２からデジタルのベースバンド信号を受け取らない送受信回路部は送信動作を行わないようにする。これにより、電力消費を抑え、さらに複数組の送受信部及び送受信用アンテナから同じ信号が送信されることによる送受信用アンテナ間での送信波形の干渉をなくすことができる。
【００４７】
次に、図２に示す無線通信装置の各部の配置について説明する。
【００４８】
送受信部１４＿１を送受信用アンテナ９＿１とともに送受信用アンテナ９＿１による利得が最大に得られる場所(通常、図２に示す無線通信装置を搭載する機器の上面や側面など機器外部との間に遮蔽物のない部分)に配置する。送受信部１４＿１とＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２との間はデジタル信号伝送線によって有線接続される。
【００４９】
同様に、送受信部１４＿２を送受信用アンテナ９＿２とともに送受信用アンテナ９＿２による利得が最大に得られる場所(通常、図２に示す無線通信装置を搭載する機器の上面や側面など機器外部との間に遮蔽物のない部分)に配置する。送受信部１４＿２とＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２との間はデジタル信号伝送線によって有線接続される。
【００５０】
同様に、送受信部１４＿３を送受信用アンテナ９＿３とともに送受信用アンテナ９＿３による利得が最大に得られる場所(通常、図２に示す無線通信装置を搭載する機器の上面や側面など機器外部との間に遮蔽物のない部分)に配置する。送受信部１４＿３とＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２との間はデジタル信号伝送線によって有線接続される。
【００５１】
また、送受信部１４＿１を送受信用アンテナ９＿１近傍に配置し、送受信用アンテナ９＿１と送受信部１４＿１との間を短配線（送受信部１４＿１−ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２間のデジタル信号伝送線に比べて短い配線）で接続する。さらに、送受信用アンテナ９＿１−送受信部１４＿１間の短配線は、高周波での減衰が最小となるよう考慮した配線(インピーダンス整合された配線)とする。例えば、送受信用アンテナ９＿１（チップアンテナ、パターンアンテナなど）と送受信用高周波回路１０＿１とを同一の基板上に搭載するようにすればよい。
【００５２】
同様に、送受信部１４＿２を送受信用アンテナ９＿２近傍に配置し、送受信用アンテナ９＿２と送受信部１４＿２との間を短配線（送受信部１４＿２−ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２間のデジタル信号伝送線に比べて短い配線）で接続する。さらに、送受信用アンテナ９＿２−送受信部１４＿２間の短配線は、高周波での減衰が最小となるよう考慮した配線(インピーダンス整合された配線)とする。例えば、送受信用アンテナ９＿２（チップアンテナ、パターンアンテナなど）と送受信用高周波回路１０＿２とを同一の基板上に搭載するようにすればよい。
【００５３】
同様に、送受信部１４＿３を送受信用アンテナ９＿３近傍に配置し、送受信用アンテナ９＿３と送受信部１４＿３との間を短配線（送受信部１４＿３−ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２間のデジタル信号伝送線に比べて短い配線）で接続する。さらに、送受信用アンテナ９＿３−送受信部１４＿３間の短配線は、高周波での減衰が最小となるよう考慮した配線(インピーダンス整合された配線)とする。例えば、送受信用アンテナ９＿３（チップアンテナ、パターンアンテナなど）と送受信用高周波回路１０＿３とを同一の基板上に搭載するようにすればよい。
【００５４】
上記の配置にすることで、各送受信部１４＿１〜１４＿３が各送受信用アンテナ９＿１〜９＿３近傍に配置されるので、高周波の微弱信号の高周波の微弱信号を伝送する配線の引き回しがなくなる。このため、図２に示す無線通信装置は、図２に示す無線通信装置の各送受信用高周波回路１４＿１〜１４＿３の受信感度及び送信出力と図５に示す従来の無線通信装置の各送受信用高周波回路１６＿１〜１６＿２の受信感度及び送信出力とが同等であれば、高周波の微弱信号を伝送する配線を引き回している図５に示す従来の無線通信装置に比べてより遠距離間での通信が可能になる。
【００５５】
また、上記動作と異なり、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２が、受信時には、各Ａ／Ｄ変換部１１＿１〜１１＿３から送られてきたデジタルのベースバンド信号をそれぞれ伝送データに復調し、パケット誤り率（PER: Packet Error Rate）が最も小さい伝送データを選択し、送信時には、前回受信時にパケット誤り率が最も小さい伝送データの基となるデジタルのベースバンド信号を送出した送受信部及びそれに接続されている送受信用アンテナを通信相手先との間で最も良好な通信経路があるものとして選択し、伝送データをデジタルのベースバンド信号に変調し、そのデジタルのベースバンド信号を最も良好な通信経路の送受信部（前回受信時にパケット誤り率が最も小さい伝送データの基となるデジタルのベースバンド信号を送出した送受信部）のＤ／Ａ変換部に送出するようにしてもよい。
【００５６】
また、送受信部１４＿１及び送受信用アンテナ９＿１、送受信部１４＿２及び送受信用アンテナ９＿２、送受信部１４＿３及び送受信用アンテナ９＿３の少なくとも一組を、図１に示す無線通信装置が具備する受信部４及び受信用アンテナ１に置換してもよい。
【００５７】
上記の例では、図２に示す無線通信装置がダイバシティ受信を行う場合について説明したが、図２に示す無線通信装置がダイバシティ受信を行わずに、ＭＩＭＯ通信を行うようにしてもよい。
【００５８】
図２に示す無線通信装置がＭＩＭＯ通信を行う場合、送信時は、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５が送信データを各送受信部１４＿１〜１４＿３に分配してデジタルのベースバンド信号に変調し、送受信用アンテナ９＿１〜９＿３からはそれぞれ異なる送信データに対応する無線信号が同時に送信され、受信時は、送受信用アンテナ９＿１〜９＿３それぞれが、通信相手の異なる複数の送信アンテナからの異なる無線信号の合成信号を受信し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５が、各送受信部１４＿１〜１４＿３から送られてくるデジタルのベースバンド信号を分離した後復調することで受信データを得ている。各送受信部１４＿１〜１４＿３が各送受信用アンテナ９＿１〜９＿３近傍に配置されているので、受信感度を向上することができる。また、各送受信部１４＿１〜１４＿３を空間的に離れた配置にすることができるので、送受信部同士が近接することによる受信信号間の干渉に起因する感度の劣化や送信波形同士の干渉の問題が発生しない。
【００５９】
図２に示す無線通信装置がダイバシティ受信を行う場合であっても、ＭＩＭＯ通信を行う場合であっても各アンテナの位置を空間的に離れた配置にする必要があるので、図２に示す無線通信装置をノートＰＣに搭載する場合、例えば図３に示すような配置にすればよい。
【００６０】
なお、本発明に係る無線通信装置は、受信部（または送受信部）と信号処理回路との間が高速伝送のデジタル信号伝送線で引き回されることとなるので、本発明に係る無線通信周辺の電子機器に悪影響を及ばさないように、かかるデジタル信号伝送線に対してシールド線を利用したシールドや、差動信号化、コモンモードフィルタ挿入などのノイズ対策を施して外部に不要輻射が送出されないようにすることが望ましい。
【００６１】
本発明は、送信機能及び受信機能を有する無線通信装置以外に、受信機能のみを有する無線受信装置にも適用することができる。本発明に係る無線受信装置の一例としては、図１に示す無線通信装置から送信機能に関する部分を除去した構成、すなわち、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５のＤ／Ａ変換部、送信用高周波回路６、及び送信用アンテナ８を取り除き、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部５がデジタルのベースバンド信号と伝送データの間を復調する復調部と受信制御を行う制御部とからなるようにした構成が挙げられる。また、本発明に係る無線受信装置の他の例としては、図２に示す無線通信装置から送信機能に関する部分を除去した構成、すなわち、送受信部１４＿１及び送信用アンテナ９＿１を図１の受信用アンテナ１及び受信部４に置換し、送受信部１４＿２及び送信用アンテナ９＿２を図１の受信用アンテナ１及び受信部４に置換し、送受信部１４＿３及び送信用アンテナ９＿３を図１の受信用アンテナ１及び受信部４に置換し、ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部１２がデジタルのベースバンド信号と伝送データの間を復調する復調部と受信制御を行う制御部とからなるようにした構成が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】は、本発明に係る無線通信装置の一構成例を示す図である。
【図２】は、本発明に係る無線通信装置の他の構成例を示す図である。
【図３】は、図２に示す本発明に係る無線通信装置をノートＰＣに搭載する場合の配置例を示す図である。
【図４】は、従来の無線通信装置の一構成例を示す図である。
【図５】は、従来の無線通信装置の他の構成例を示す図である。
【図６】は、図５に示す従来の無線通信装置をノートＰＣに搭載する場合の配置例を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 受信用アンテナ
２ 受信用高周波回路
３ Ａ／Ｄ変換部
４ 受信部
５ ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部
６ 送信用高周波回路
７ 信号処理・送信部
８ 送信用アンテナ
９＿１〜９＿３ 送受信用アンテナ
１０＿１〜１０＿３ 送受信用高周波回路
１１＿１〜１１＿３ Ａ／Ｄ変換部
１２ ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部
１３＿１〜１３＿３ Ｄ／Ａ変換部
１４＿１〜１４＿３ 送受信部
１５、１５＿１、１５＿２ 送受信用アンテナ
１６、１６＿１、１６＿２ 送受信用高周波回路
１７、１７’ ＢＢ／ＭＡＣデジタル信号処理部
１８、１８’ 通信モジュール
１９、１９＿１、１９＿２ 同軸ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、
前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路及び前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するデジタル信号処理部とを備え、
前記受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記受信部が前記アンテナ近傍に配置されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記受信部を複数組設ける請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
アンテナと、
前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路、前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部、Ｄ／Ａ変換部、及び前記アンテナを介して前記Ｄ／Ａ変換部の出力信号に応じた高周波信号を送信する送信部を有する送受信部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を受信伝送データに復調し、送信伝送データを変調したデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に送出するデジタル信号処理部とを備え、
前記送受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記送受信部が前記アンテナ近傍に配置されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記送受信部を複数組設ける請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
複数の前記送受信部のうち、前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部のみを用いて送信動作を行う請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
ＭＩＭＯ通信を行う請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項７】
受信用アンテナと、
前記受信用アンテナを介して高周波信号を受信する第１の受信回路及び前記第１の受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、
送受信用アンテナと、
前記送受信用アンテナを介して高周波信号を受信する第２の受信回路、前記第２の受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換部、Ｄ／Ａ変換部、及び前記送受信用アンテナを介して前記Ｄ／Ａ変換部の出力信号に応じた高周波信号を送信する送信部を有する送受信部と、
前記第１のＡ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号及び／又は前記第２のＡ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を受信伝送データに復調し、送信伝送データを変調したデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に送出するデジタル信号処理部とを備え、
前記受信部と前記送受信部と前記デジタル信号処理部とがそれぞれ分離されており、前記受信部が前記受信用アンテナ近傍に配置されており、前記送受信部が前記送受信用アンテナ近傍に配置されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
ダイバシティ受信を行う請求項２、請求項４、請求項５、請求項７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記受信部及び／又は前記送受信部と前記デジタル信号処理部との間にノイズ抑制手段が設けられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
アンテナと、
前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路及び前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するデジタル信号処理部とを備え、
前記受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記受信部が前記アンテナ近傍に配置されていることを特徴とする無線受信装置。
【請求項１１】
前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記受信部を複数組設ける請求項１０に記載の無線受信装置。
【請求項１２】
ダイバシティ受信を行う請求項１１に記載の無線受信装置。
【請求項１３】
前記受信部と前記デジタル信号処理部との間にノイズ抑制手段が設けられている請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の無線受信装置。
【請求項１】
アンテナと、
前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路及び前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するデジタル信号処理部とを備え、
前記受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記受信部が前記アンテナ近傍に配置されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記受信部を複数組設ける請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
アンテナと、
前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路、前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部、Ｄ／Ａ変換部、及び前記アンテナを介して前記Ｄ／Ａ変換部の出力信号に応じた高周波信号を送信する送信部を有する送受信部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を受信伝送データに復調し、送信伝送データを変調したデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に送出するデジタル信号処理部とを備え、
前記送受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記送受信部が前記アンテナ近傍に配置されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記送受信部を複数組設ける請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
複数の前記送受信部のうち、前回受信時に受信信号レベルが最も大きい送受信部のみを用いて送信動作を行う請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
ＭＩＭＯ通信を行う請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項７】
受信用アンテナと、
前記受信用アンテナを介して高周波信号を受信する第１の受信回路及び前記第１の受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、
送受信用アンテナと、
前記送受信用アンテナを介して高周波信号を受信する第２の受信回路、前記第２の受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換部、Ｄ／Ａ変換部、及び前記送受信用アンテナを介して前記Ｄ／Ａ変換部の出力信号に応じた高周波信号を送信する送信部を有する送受信部と、
前記第１のＡ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号及び／又は前記第２のＡ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を受信伝送データに復調し、送信伝送データを変調したデジタル信号を前記Ｄ／Ａ変換部に送出するデジタル信号処理部とを備え、
前記受信部と前記送受信部と前記デジタル信号処理部とがそれぞれ分離されており、前記受信部が前記受信用アンテナ近傍に配置されており、前記送受信部が前記送受信用アンテナ近傍に配置されていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
ダイバシティ受信を行う請求項２、請求項４、請求項５、請求項７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記受信部及び／又は前記送受信部と前記デジタル信号処理部との間にノイズ抑制手段が設けられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
アンテナと、
前記アンテナを介して高周波信号を受信する受信回路及び前記受信回路の出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を有する受信部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から送られてきたデジタル信号を伝送データに復調するデジタル信号処理部とを備え、
前記受信部と前記デジタル信号処理部とが分離されており、前記受信部が前記アンテナ近傍に配置されていることを特徴とする無線受信装置。
【請求項１１】
前記アンテナと前記アンテナ近傍に配置される前記受信部を複数組設ける請求項１０に記載の無線受信装置。
【請求項１２】
ダイバシティ受信を行う請求項１１に記載の無線受信装置。
【請求項１３】
前記受信部と前記デジタル信号処理部との間にノイズ抑制手段が設けられている請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の無線受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−３８７５５（Ｐ２００９−３８７５５Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０３３１８（Ｐ２００７−２０３３１８）
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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