JP2000216720A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棟が複数隣接する集合住宅などの建築物に複
数備えられた加入者局と，基地局との間で無線通信を行
うための従来の無線通信システムでは，基地局側の無線
通信装置が，例えば隣接する棟の屋上など当該棟から離
れた位置に設置されるため，建築物の形状や，周辺環境
に影響を受けやすく，回路設計やシステムの調整が煩雑
になったり，隣接する棟からの多重反射により通信の信
頼性が低下するなどの問題があった。 【解決手段】 本発明は，平面状の指向領域を備えた基
地局側の無線通信装置を，上記指向領域が上記建築物の
壁面に沿うように上記建築物の壁面近傍に配置すること
により，建築物の形状や周辺環境の影響を受け難く，隣
接する棟からの多重反射や基地局側の無線通信装置の放
射電力を抑えることを図ったものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，無線通信システム
に係り，詳しくは，建築物に複数備えられた加入者局
と，基地局との間で無線通信を行うための無線通信シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば２０ＧＨｚ〜４０ＧＨｚ程度の準
ミリ波やミリ波を用いて，局所的に存在する複数の加入
者局と一つの基地局との間でデータの送受信を行う一対
多双方向無線通信システムがある。この無線通信システ
ムを利用すれば，映画などの映像データをオンデマンド
で提供したり，インターネットに存在するデータを比較
的高速に提供したりすることができる。上記無線通信シ
ステムで良好な通信を行うためには，各加入者局から基
地局が望める必要があるが，特に都市部では建築物が密
集しているため，一部の加入者局で，基地局への視界が
遮られしまう恐れがある。このため，例えば多数の棟か
らなる集合住宅に加入者局が複数存在する場合，各棟の
屋上に各加入者局の無線通信装置を設置し，各加入者局
の無線通信装置と各戸にある端末との間を有線で結ぶこ
とにより，各加入者局の無線通信装置と基地局の無線通
信装置との間で視界を確保する。ただし，この場合，各
加入者局の無線通信装置と端末との間の宅内配線が必要
となり，工事費用や工事期間が増加してしまう。宅内配
線をできるだけ用いないとすれば，図５に示す如く，各
棟１用の基地局の無線通信装置２を隣接するＢ棟などに
設け，Ａ棟のベランダに設けられた各加入者局の無線通
信装置３との間で無線通信を行う場合が考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記の
ように各棟１用の基地局の無線通信装置２をＡ棟から離
れたＢ棟などに設けて無線通信を行う場合，アンテナ利
得や送信電力などの回路部品の仕様が，集合住宅の建物
配置や建物の幅や高さに大きく依存し，その都度，設計
変更を行う必要が生じる。さらに，棟間距離が大きい場
合は，距離や降雨による無線信号の減衰が大きくなるた
め，大きな放射電力が必要となり，設置コストが増大し
てしまう。また，集合住宅のように多くの建築物が隣接
する場合，各棟の壁面で基地局からの送信波が多重に反
射されて，雑音が増加し，このために信頼性を幾らか損
ねてしまう。また，例えば樹木や駐車場等の建築物が棟
間にある場合など基地局の無線通信装置と加入者局の無
線通信装置との間で視界が遮られ易く，加入者局の位置
によっては通信が困難となる恐れがあるなど，周辺環境
に通信状態が影響されやすい。また，設置する棟の階数
に応じて各加入者局のアンテナ面の仰角を調整する必要
があり，手間が増大する。本発明は，このような従来の
技術における課題を解決するために，無線通信システム
を改良し，平面状の指向領域を備えた基地局側の無線通
信装置を，上記指向領域が建築物の壁面に沿うように上
記建築物の壁面近傍に配置すると共に，各加入者局側の
無線通信装置を，互いが上記基地局側の無線通信装置へ
の視界を遮らないように，上記基地局側の無線通信装置
の指向領域内に配置することにより，特に複数の棟が隣
接する集合住宅に居住する加入者に適した無線通信シス
テムを提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，請求項１に係る発明は，建築物に複数備えられた加
入者局と，基地局との間で無線通信を行うための無線通
信システムにおいて，平面状の指向領域を備えた基地局
側の無線通信装置を，上記指向領域が上記建築物の壁面
に沿うように上記建築物の壁面近傍に配置し，各加入者
局側の無線通信装置を，互いが上記基地局側の無線通信
装置への視界を遮らないように，上記基地局側の無線通
信装置の指向領域内に配置してなることを特徴とする無
線通信システムとして構成されている。また，請求項２
に係る発明は，上記請求項１に記載の無線通信システム
において，上記基地局側の無線通信装置の指向領域の上
記壁面に沿った広がりが９０°以内となるように，上記
基地局側の無線通信装置と各加入者局側の無線通信装置
との配置を定めてなることをその要旨とする。また，請
求項３に係る発明は，上記請求項１又は２に記載の無線
通信システムにおいて，上記加入者局側の無線通信装置
は，送信アンテナ，受信アンテナ，及び周波数変換装置
を備えた通信部と，上記通信部を回動自在に上記壁面近
傍に支持する支持部とを具備してなることをその要旨と
する。上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通
信システムによれば，平面状の指向領域を備えた基地局
側の無線通信装置が，その指向領域が建築物の壁面に沿
うように上記建築物の壁面近傍に配置され，各加入者局
側の無線通信装置が，互いに上記基地局側の無線通信装
置への視界を遮らないように，上記基地局側の無線通信
装置の指向領域内に配置されるため，特に複数の棟が隣
接する集合住宅にインターネット通信サービスなどを提
供する場合でも，基地局側のアンテナ利得の低下を抑え
ながら通信距離を短くして，必要な放射電力を従来より
低下させることができる。さらに，建築物の配置や形状
などに影響を受け難く，コストを低下させることができ
る。また，基地局側の無線通信装置から放射した無線波
の隣接する棟からの反射波がほとんど無くなり，無線通
信の信頼性を確保することが容易となる。さらに，棟間
に樹木や立体駐車場などの建築物がある場合でも，その
影響を受けがたく，集合住宅に居住する多くの加入者に
良好な通信環境を提供することができる。さらに，基地
局側の無線通信装置と各加入者局側の無線通信装置との
通信経路は建築物の壁面に沿って形成されることになる
ため，基地局側の無線通信装置を当該建築物から離して
設けた場合のように，階数に応じてアンテナ面を調整す
る必要がなくなり，その分だけ設置作業を容易に行うこ
とができる。しかも，上記請求項３に記載の無線通信シ
ステムによれば，送信アンテナ，受信アンテナ，及び高
周波アップ・ダウンコンバータを備えた通信部が，支持
部により回動自在に上記壁面近傍に支持されるため，上
記通信部を回動させるだけで，上記加入者局側の無線通
信装置の受信感度を最適化することができる。その結
果，加入者局側の無線通信装置の放射電力も低く設定す
ることができ，装置の小型化が可能となり，機械強度設
計も容易なものとなる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して，本発
明の実施の形態につき説明し，本発明の理解に供する。
尚，以下の実施の形態は，本発明の具体的な一例であっ
て，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。ここに，図１は本発明の一実施の形態に係る無線通
信システムの概略構成を示す図である。まず，本発明の
一実施の形態に係る無線通信システムは，例えば２０Ｇ
Ｈｚ〜４０ＧＨｚ帯の準ミリ波やミリ波を用い，複数の
棟が隣接する集合住宅の各棟１に居住する加入者にイン
ターネット通信サービスやテレビ放送サービス，電話サ
ービスなどを提供するための一対多双方向無線通信シス
テムとして具体化されるものである。図１に示す如く，
本実施の形態に係る無線通信システムでは，加入者が居
住する棟１の壁面近傍に，平面状の放射パターン２ａを
備えた基地局側の無線通信装置２が配置される。上記基
地局側の無線通信装置２は，アンテナとＲＦコンバータ
とを含み，ケーブルや無線により上流の基地局に接続さ
れている。上記基地局側の無線通信装置２が備えるアン
テナは，例えばパネルアンテナであって，その放射パタ
ーン２ａは平面状であり，平面方向に９０°以内，平面
と垂直方向に数°以内に絞り込まれている。このため，
アンテナ利得の低下は比較的抑えられている。そして，
上記放射パターン２ａが棟１の壁面に沿うように，上記
基地局側の無線通信装置２が上記棟１の最下側角部の壁
面近傍に配置されている。一方，各加入者が無線通信を
行うために用いる加入者局側の無線通信装置３は，互い
が上記基地局側の無線通信装置２への視界を遮らないよ
うに，上記放射パターン２ａ内に配置される。例えば上
記基地局側の無線通信装置２が，各加入者の住居のベラ
ンダのある壁面に設けられていれば，図２に示す如く，
各加入者局側の無線通信装置３は，各住居Ａ棟２０１〜
２０３，３０１〜３０３号のベランダに設置される。上
記基地局側の無線通信装置２が，上記棟１の最下側角部
に配置されているために，上記放射パターンの上記壁面
に沿った広がりが少なくとも９０°確保されていれば，
上記棟１の全ての加入者局をカバーすることができる。

【０００６】ここで，図３に上記加入者局側の無線通信
装置をベランダ等に固定する場合の上記加入者局側の無
線通信装置の具体的構成例を示す。図３に示す如く，上
記加入者局側の無線通信装置３は，送信アンテナ３１，
受信アンテナ３２，及び高周波アップ・ダウンコンバー
タ（周波数変換装置）３３を備えた通信部３４と，上記
通信部３４を回動自在に壁面近傍のベランダに支持する
支持部３５とを具備する。上記加入者局側の無線通信装
置３では，上記通信部３４は，円筒形プラスチック製レ
ドーム３６内に組み込まれている。上記レドーム３６内
の送信アンテナ３１，及び受信アンテナ３２には例えば
パネルアンテナが用いられる。このパネルアンテナは，
アンテナ面が上記レドーム３６の軸方向に平行に設置さ
れており，上記アンテナ面の法線は上記円筒形レドーム
３６の母線方向に向いている。上記送信アンテナ３１，
及び受信アンテナ３２は，高周波アップ・ダウンコンバ
ータユニット３３に接続され，さらにケーブル３７を介
して各加入者が有する受信端末に接続されている。送信
アンテナ３１から送信される上り信号や受信アンテナ３
２により受信された下り信号，及び上記通信部３４を駆
動する電源は上記ケーブル３７を介して伝達される。
尚，受信端末は，例えば通信モデムとコンピュータ，受
信チューナーとテレビなどからなり，それぞれの組み合
わせによりインターネット通信やテレビ放送サービスな
どを加入者局で受けることができる。そして，上記レド
ーム３６は上記支持部３５に回動自在に支持されてい
る。上記支持部３５は，その軸方向が壁面に垂直方向に
向くように，取付治具を用いて，ベランダの柵などに取
り付けられる。このように上記加入者局側の無線通信装
置３を取り付けることにより，レドーム３６を回動させ
れば，上記壁面に沿った平面内で上記送信アンテナ３
１，及び受信アンテナ３２のアンテナ面を容易に変化さ
せることができる。従って，上記基地局側の無線通信装
置２からの信号を受信しその受信強度を確認しながら，
上記レドーム３４を回転させれば，各加入者局側の無線
通信装置３それぞれにとって最適な受信環境を容易に構
築できる。その結果，加入者局側の無線通信装置の放射
電力を低く設定することが可能となり，装置を小型化す
ることができ，機械強度設計も容易なものとなる。

【０００７】ここで，基地局を棟１壁面近傍に配置した
上記のような無線通信システムと，基地局を棟１壁面か
ら離した従来の無線通信システムとを比較する。システ
ム全体の回線設計計算式の中で，基地局アンテナ利得Ｇ
ａ，伝播距離減衰Ｌ_d ，降雨減衰Ｌrain以外がほぼ一定
であるとした場合，受信信号のＳ／Ｎは，Ｇａ−Ｌ_d −
Ｌrainで与えられる。従来の無線通信システムでは，集
合住宅から離れて基地局が設置されるため，壁面から基
地局を離せば離すほど見込み角度が狭くなり, アンテナ
利得Ｇａが高められるが，通信距離が増加するのに伴っ
て伝播距離減衰Ｌ_d , 降雨減衰Ｌrainが増加してしま
う。従って，従来の無線通信システムでは，回路設計
上，最適な棟からの基地局設置距離が存在する。例えば
横幅１００ｍ，高さ２０ｍの棟を考えると，約９０ｍ程
度離れた場所に基地局を設置する場合が最適となる。一
方，本実施の形態に係る無線通信システムでは，基地局
側の無線通信装置２の放射パターンが壁面に沿って平面
状に形成され，その平面方向の広がりが９０°以内，平
面と垂直方向の広がりが数°以内に絞りこまれているた
め，基地局アンテナ利得の低下が抑えられている。そし
て，基地局側の無線通信装置は，棟壁面近傍に配置され
るために，通信距離が比較的短くなり，伝播距離減衰Ｌ
_d や降雨減衰Ｌrainが抑えられる。これにより，従来の
無線通信システムにおける最適な配置と比較しても，５
ｄＢ以上の通信回線マージンを確保することが可能とな
る。このように，本実施の形態に係る無線通信システム
では，平面状の指向領域を備えた基地局側の無線通信装
置が，その指向領域が建築物の壁面に沿うように上記建
築物の壁面近傍に配置され，各加入者局側の無線通信装
置が，互いに上記基地局側の無線通信装置への視界を遮
らないように，上記基地局側の無線通信装置の指向領域
内に配置されるため，特に複数の棟が隣接する集合住宅
にインターネット通信サービスなどを提供する場合で
も，基地局側のアンテナ利得の低下を抑えながら通信距
離を短くして，必要な放射電力を従来より低下させるこ
とができる。さらに，建築物の配置や形状などに影響を
受け難く，コストを低下させることができる。また，基
地局側の無線通信装置から放射した無線波の隣接する棟
からの反射波がほとんど無くなり，無線通信の信頼性を
確保することが容易となる。さらに，棟間に樹木や立体
駐車場などの建築物がある場合でも，その影響を受けが
たく，集合住宅に居住する多くの加入者に良好な通信環
境を提供することができる。さらに，基地局側の無線通
信装置と各加入者局側の無線通信装置との通信経路は建
築物の壁面に沿って形成されることになるため，基地局
側の無線通信装置を当該建築物から離して設けた場合の
ように，階数に応じてアンテナ面を調整する必要がなく
なり，その分だけ設置作業を容易に行うことができる。

【０００８】

【実施例】上記実施の形態では，基地局側の無線通信装
置２が棟１の最下側角部に一つ設けられていたが，棟が
高層建築物である場合には，上記基地局側の無線通信装
置２と高層に居住する加入者の加入者局側の無線通信装
置３との間の通信距離が長くなる。このため，図４に示
す如く，棟１の中層に２つの基地局側の無線通信装置２
を設け，基地局側の無線通信装置２よりも下側にある加
入者局側の無線通信装置３１については，基地局側の無
線通信装置２１により，基地局側の無線通信装置２より
も上側にある加入者局側の無線通信装置３２について
は，基地局側の無線通信装置２２によりそれぞれ無線通
信を行うようにしてもよい。これにより，建築物が高層
である場合でも，各基地局側の無線通信装置２の通信距
離を大きく増加させずに，良好な通信環境を確保するこ
とが可能となる。また，この例では，高層建築物を例に
したが，もちろん水平方向に長い建築物についても，各
加入者局側の無線通信装置を複数のセクタに分け，各セ
クタ毎に基地局側の無線通信装置を配置するようにして
もよい。このような無線通信システムも本発明における
無線通信システムの一例である。

【０００９】

【発明の効果】以上説明した通り，上記請求項１〜３の
いずれか１項に記載の無線通信システムによれば，平面
状の指向領域を備えた基地局側の無線通信装置が，その
指向領域が建築物の壁面に沿うように上記建築物の壁面
近傍に配置され，各加入者局側の無線通信装置が，互い
に上記基地局側の無線通信装置への視界を遮らないよう
に，上記基地局側の無線通信装置の指向領域内に配置さ
れるため，特に複数の棟が隣接する集合住宅にインター
ネット通信サービスなどを提供する場合でも，基地局側
のアンテナ利得の低下を抑えながら通信距離を短くし
て，必要な放射電力を従来より低下させることができ
る。その結果，加入者局側の無線通信装置の放射電力も
低く設定することができ，装置の小型化が可能となり，
機械強度設計も容易なものとなる。さらに，建築物の配
置や形状などに影響を受け難く，コストを低下させるこ
とができる。また，基地局側の無線通信装置から放射し
た無線波の隣接する棟からの反射波がほとんど無くな
り，無線通信の信頼性を確保することが容易となる。さ
らに，棟間に樹木や立体駐車場などの建築物がある場合
でも，その影響を受けがたく，集合住宅に居住する多く
の加入者に良好な通信環境を提供することができる。さ
らに，基地局側の無線通信装置と各加入者局側の無線通
信装置との通信経路は建築物の壁面に沿って形成される
ことになるため，基地局側の無線通信装置を当該建築物
から離して設けた場合のように，階数に応じてアンテナ
面を調整する必要がなくなり，その分だけ設置作業を容
易に行うことができる。しかも，上記請求項３に記載の
無線通信システムによれば，送信アンテナ，受信アンテ
ナ，及び高周波アップ・ダウンコンバータを備えた通信
部が，支持部により回動自在に上記壁面近傍に支持され
るため，上記通信部を回動させるだけで，上記加入者局
の無線通信装置の受信感度を最適化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態に係る無線通信システ
ムの概略構成を示す図。

【図２】 上記無線通信システムにおける加入者局側の
無線通信装置の配置例を説明するための図。

【図３】 上記加入者局側の無線通信装置の具体的構成
例を示す図。

【図４】 本発明の一実施例に係る無線通信システムの
概略構成を示す図。

【図５】 従来の無線通信システムの構成例を示す図。

【符号の説明】

１…棟（建築物） ２…基地局側の無線通信装置 ２ａ…放射パターン（指向領域） ３…加入者局側の無線通信装置 ３１…送信アンテナ ３２…受信アンテナ ３３…アップ・ダウンコンバータユニット（周波数変換
装置） ３４…通信部 ３５…支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 有一郎 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 西元 善郎 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5K067 AA42 AA44 BB21 DD51 EE10 EE12 EE34 KK01 KK17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築物に複数備えられた加入者局と，基
   地局との間で無線通信を行うための無線通信システムに
   おいて，平面状の指向領域を備えた基地局側の無線通信
   装置を，上記指向領域が上記建築物の壁面に沿うように
   上記建築物の壁面近傍に配置し，各加入者局側の無線通
   信装置を，互いが上記基地局側の無線通信装置への視界
   を遮らないように，上記基地局側の無線通信装置の指向
   領域内に配置してなることを特徴とする無線通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 上記基地局側の無線通信装置の指向領域
   の上記壁面に沿った広がりが９０°以内となるように，
   上記基地局側の無線通信装置と各加入者局側の無線通信
   装置との配置を定めてなる請求項１に記載の無線通信シ
   ステム。
3. 【請求項３】 上記加入者局側の無線通信装置は，送信
   アンテナ，受信アンテナ，及び周波数変換装置を備えた
   通信部と，上記通信部を回動自在に上記壁面近傍に支持
   する支持部とを具備してなる請求項１又は２に記載の無
   線通信システム。