JP2001515684A - ワイヤレスユニバーサル建物情報基盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数の外部網との接続用の公衆網インタフェース（ＰＮＩＵ）を含むワイヤレスユニバーサル建物情報基盤である。各接続は、夫々の外部網の所有データ形式に従って外部網との通信を可能とするよう夫々の外部網特定インタフェースを設けられる。公衆網インタフェースは、それにより外部網が建物内の情報網へ接続するための開いた標準化された中央接続点を与え、更に共通データ形式を有する出力を与える。複数の建物内ＲＦワイヤレス網は、ＲＦアクセスユニット（ＲＦＡＵ）を通じて公衆網インタフェースユニットに接続される。データは、建物内で適当なアプリケーションへ再分配されるために、公衆網インタフェースユニットから複数の建物内ＲＦワイヤレス網のうちの１つへ伝えられる。ＲＦアクセスユニットは、（ｉ）多重化／デマルチプレックス、データ形式及びプロトコル適応／変換を与える手段と、（ｉｉ）夫々が複数の建物内ＲＦワイヤレス網の夫々に対して設けられ得る複数のＲＦ送受信器とを含む。アプリケーション／装置と、網との間のプラグアンドプレイ適合は、ＷＵＢＩＩの目的であり、公表された／開いたインターフェースを使用することによりかかる適合が達成される。形式及びプロトコル変換が行われうる中央点（ＰＮＩＵ／ＲＦＡＵ）を設けることにより、建物情報基盤は管理可能とされるだけでなく、モジュラー式とされる。セキュリティ機能及びアクセス制限もまた中央点において行われうる。

Description

【発明の詳細な説明】 ワイヤレスユニバーサル建物情報基盤 発明の分野 本発明はワイヤレス通信システムに関し、更に特定的にはワイヤレスユニバー サル建物情報基盤に関する。 発明の背景 建物内通信は、通常は幾つかの異種のしばしば所有権のある外部網、例えば衛 星網、放送テレビジョン網、有線テレビジョン網、同軸網、電話網、ユーティリ ティ会社網、及びワイヤレス網等を含む。これらの外部網は、データ形式に関し てそれら独自の規格及びプロトコルを有する。例えばテレビジョン放送は、ＮＡ ＳＣ，ＰＡＬ，ＨＤＴＶ，及びＳＤＴＶ形式で伝送しうる。有線テレビジョンは 、放送網、交換網、ＦＯ網、ディジタル網、及びアナログ網を含む。電話会社は 、ＰＯＴＳ，ＡＤＳＬ，ＢＩＳＤＮ，ＩＳＤＮ及びＳＤＨ等を利用する。ＰＣＳ ，ＧＳＭ，ＣＤＭＡ，ＣＤＰＤ，ＴＤＭＡ，Ａｒｄｉｓ／ＲＡＭ等の幾つかのワ イヤレス規格がある。外部網に加え、ローカルエリアコンピュータ網（ＬＡＮ） 又は内部電話システムといった建物内内部網がしばしば使用される。重要な点は 、夫々が１つ以上のデータ規格又はプロトコルを有する多数の情報交換及び遠隔 通信媒体があることである。 住宅及び／又は商業用の建物は、任意の日にこれらの媒体のうちの幾つか又は 全てを使用する。現在、様々な外部公衆網媒体及びデータの形式又はプロトコル の基盤は、費用制約により建物全体に亘って拡張されえない。更に、建物内で使 用されるべき装置又はアプリケーションを有する全てのベンダーが所有権のある 建物内網を設置し、これに適合すると予期することはできない。 更に、建物内の情報交換及び遠隔通信は、主に有線の電力線ケーブルシステム によって達成される。異なる電力線位相に亘ってまた変換器を通じて通信信号を 中継することは、商業用の建物において非常に困難であり高価である。更に、電 力線通信は非常に雑音が多い。建物内情報交換及び遠隔通信の他の方法は、赤外 線スペクトル（ＩＲ）で通信するためにワイヤレスシステムを使用する。かかる 赤外線システムはしかしながら、壁及び鋼鉄構造を通って透過すること及び通信 することは容易にできない。 本発明のワイヤレスユニバーサル建物情報基盤（ＷＵＢＩＩ）は、遠隔通信及 び情報交換の建物内調整に関する有効な低コストな解法を形成する。ＷＵＢＩＩ は本質的には、様々な外部及び内部網システムから入力を受け入れる中央に配置 されるノードである。このノードは、受信された情報を標準プロトコルへ変換し 、その後、この受信された情報を建物全体に配置される多数のワイヤレス網の１ つ以上へ送信し最後にはデータを要求したアプリケーションへ送信する第２のユ ニットに接続される。中央ノードは、外部網及び内部網のための、開いた、標準 化された中央接続点である。中央ノードの仕様は、ソフトウエア技術者が適合す るアプリケーションを設計しうるよう公表される。更に、ＷＵＢＩＩは赤外線（ ＩＲ）とは対照的にユーザ無線周波（ＲＦ）を使用する。送信器の電力レベルは ＦＣＣ規定を守るために維持される。更に、ＷＵＢＩＩのコストはこれを使用す る多数のアプリケーションの間で分担されうる。 関連技術の説明 本発明は、音声、映像、制御、及び他の情報を交換する低い帯域幅から高い帯 域幅までの網を統合する柔軟性を有する。ＷＵＢＩＩはまた、データを交換する ために必要とされる物理的ケーブル配線の量を削減するためにＲＦワイヤレス送 受信を使用する。従来技術は典型的には、ＷＵＢＩＩの可能性の多様な異なる部 分的な集合に 制限され、ＷＵＢＩＩの可能性の幅及び範囲を達成しない。 Ericssonによる「Multinetwork Terminal」なる名称のＷＯ９５／０１０７０ 号（１９９４）は、通信柔軟性を与えるためにリンクされうる無線網及び非無線 網について記載している。これは主に電話型のデータに関連する。これは異なる 種類（即ち映像、制御、音声、コンピュータ等）のデータを同時に扱うことにつ いて述べていない。 Siemensによるドイツ語で「Kommunikationssystem mit einer Personalcomput ern un drahtlosen Fernspechsystemen verbun denen Kommunikationsanlage」 なる名称の欧州特許出願第６６９７７３Ａ２号（１９９５）は、ＰＣ，ＳＬＭＣ 及びＫＥの間の通信を開示する。 Diehl GmbH&Coによる「Information Transmission System」なる名称の英国特 許２２７９８５２号（１９９４）は、ＰＣから情報をダウンロード及びアップロ ードするために車両と通信することに注目している。低速（即ち＜２０Ｋｂｐｓ ）のデータのみが扱われる。 最後に、Nokiaによる「Method of Data Transfer and Data Interface Unit」 なる名称の欧州特許出願第６６３７８５Ａ２号（１９９５）は、移動ユニットと 有線ＬＡＮとの間で情報を交換するための無線電話網について記載している。 概要 （ｉ）（内部網及び外部網の）情報を伝えるシステムと、（ｉｉ）伝えられた 情報と、（ｉｉｉ）伝えられた情報を消費する装置又はアプリケーションとの間 で、建物内の標準化されたプラグアンドプレイ対話及びインタフェースを可能と するワイヤレスユニバーサル建物情報基盤（ＷＵＢＩＩ）が開示される。ワイヤ レスユニバーサル建物情報基盤は概して、建物内に配置される情報分配基盤 及び通信網を含み、上記情報分配基盤及び通信網は、建物内の網を通じて通信す る必要のあるアプリケーション又は装置に適した多種のワイヤレス網を使用する 開いた環境及びシステムを含む。 本システムは、ワイヤレス網を使用し、映像、音声、制御、及びコンピュータ 等の情報のワイヤレス転送を可能とする。無線周波（ＲＦ）ワイヤレス通信は、 性能、相互接続の容易性、及び再配置可能性のため使用される。ＷＵＢＩＩは商 業用建物及び住宅の中で使用される多様な種類の網をインタフェースすることに 注目する。 図面の簡単な説明 本発明は以下の図面を参照してより良く理解され、様々な図中、同様の要素は 同様の参照番号で示されている。 図１は、ワイヤレスユニバーサル建物情報基盤（ＷＵＢＩＩ）の公衆網インタ フェースユニット構成要素を示す図である。 図２は、ワイヤレスユニバーサル建物情報基盤（ＷＵＢＩＩ）のＲＦアクセス ユニット構成要素を示す図である。 図３は、多数の建物内ワイヤレス網が全体に配置されている典型的なオフィス 用建物を示す図である。 発明の詳細な説明 本発明を添付の図面を参照して説明し、図中同様の参照番号は様々な図中の同 様の要素を表わす。 商業用及び住宅用建物の両方の占有者又は居住者は、職業上又は個人的に使用 するアプリケーションのために益々データを必要としている。例えば、家庭内の 映像及び音声分配、建物内電子メッセージ交換及びページング、部署間でのデー タ通信、照明及び電気製品の遠隔操作等である。更に、建物内の網及び装置の間 でデータが交換されることを必要とする建物のオートメーション及び制御、電気 製品の制御及び建物の保安のための多くのアプリケーションがある。 データはしばしば外部の代理店、ネットワークオペレータ、及び／又はサービ スプロバイダによって与えられる。例えば、ユーティリティ会社、有線テレビジ ョンシステムオペレータ、電話会社、金融機関、オンライン情報サービス等であ る。伝えられたデータは、建物内の複数の点で頻繁に分配されねばならないか、 又は建物内の単一の消費点において使用可能とされねばならない。 データは、例えば、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、より対線、又は地上 又は衛星リンクを用いるワイヤレス通信といった（但しこれらに限られるもので はない）様々な装置又は媒体を通じて建物へ伝えられうる。しかしながら、建物 全体に異なる外部網を延ばすことは費用効果的ではない。更に、データは多様な 形式及び／又は通信プロトコルで伝えられうる。建物内で動作しているアプリケ ーション及び／又は装置は、データを伝える装置又は媒体の全ての型、並びにそ れらの関連する形式及びプロトコルと互換性があると期待することはできない。 本発明は、データを搬送する外部システムと、データ自体と、データを消費す る装置又はアプリケーションとの間の、標準化されたプラグアンドプレイ対話及 びインタフェースを可能とするワイヤレスユニバーサル建物情報基盤（ＷＵＢＩ Ｉ）に関する。建物内では、ＷＵＢＩＩは網を用いて通信することを必要とする アプリケーション又は装置に適した多重ワイヤレス網を使用する。 ここに記載されるワイヤレスユニバーサル建物情報基盤（ＷＵＢＩＩ）は、建 物内ワイヤレス通信基盤を接続するための任意の広域網又は都市網（ＷＡＮ／Ｍ ＡＮ）のための開いた標準化されたインタフェースを提供し、サービスプロバイ ダ及びコンテンツプロバイダからの情報／データがＷＡＮ／ＭＡＮを通じて建物 へ伝えられることを可能とする。データを建物内のかかるデータが使用されるべ き特定の点へ分配することに加え、ＷＵＢＩＩはまた、任意のソフトウエア又は システム開発者の通信ノードが建物内ワイヤレス網に 接続しＷＡＮ／ＭＡＮを通じてデータを交換するのための開いた標準化された通 信プロトコルを提供する。更に、ＷＵＢＩＩは建物内の任意のローカルエリア網 （ＬＡＮ）を接続し、それによりローカルなアプリケーションもまた通信を行い データを交換することを可能とする。 図１を参照するに、ＷＵＢＩＩはモジュラ式無線周波（ＲＦ）網であり、公衆 網インタフェースユニット（ＰＮＩＵ）２０の中のインタフェースを通じて任意 の外部網３０に接続しうる。帯域幅及びタイミング要件に基づき、アプリケーシ ョンは建物内のノード間で、又はＷＡＮ／ＭＡＮを通じて建物に接続される情報 プロバイダとの間でデータを交換するために、多数の建物内ＲＦ網６０、７０， ８０（図２）のうちのいずれか１つを使用しうる。モジュラーＲＦアクセスユニ ット（ＲＦＡＵ）４０（図２）において、ＲＦ網は外部公衆網３０との接続のた めにまとめられる。ＷＡＮ／ＭＡＮへワイヤレス網又はインタフェースを追加又 は除去するため、モジュールはＰＮＩＵ２０及びＲＦＡＵ４０へ追加又は除去さ れうる。殆どのセキュリティ機能及びユーザアクセス制御機能はＲＦＡＵ４０の 中にある。 外部網入力３０は、衛星放送データ、放送テレビジョン、有線テレビジョン、 ハイブリッドＦＯ同軸データ、外部電話システム、公衆ユーティリティシステム 、及びワイヤレス（例えばセルラー）データシステム等を含むが、これらに限ら れるものではない。内部網入力３５は、ローカルエリアコンピュータ網（ＬＡＮ ）及び内部電話システムを含むが、これらに限られるものではない。各入力は、 外部入力３０であるか内部入力３５であるかに拘わらず、ＰＮＩＵ２０、特に供 給されている入力に適合する網特定インタフェース（ＮＳＩ）２５へ供給される 。例えば、外部有線テレビジョン入力は有線テレビジョン入力と互換性のある網 特定インタフェースと対にされる。ＰＮＩＵ２０は開発されるにつれ、新しい網 特定インタ フェース２５を適応させるために適合可能に形成されている。データは、いった ん正しい網特定インタフェース２５によって受信されると、共通データ形式変換 器３２によってルーティングされる。共通データ形式変換器３２は網特定データ 形式をＷＵＢＩＩによって使用可能な単一の共通形式に変換する。 例えば電話といった双方向のデータ交換のために、共通データ形式変換器３２ はまた共通データ形式を使用されている特定アプリケーションに必要とされる網 特定形式へ戻るよう変換する。これは、双方向通信をサポートする全ての外部網 及又は内部網についても行われる。 共通形式とされたデータは次に、データがマルチプレクサ／デマルチプレクサ データ形式によって必要とされるアプリケーションに適した形式へ変換されるＲ Ｆアクセスユニット（ＲＦＡＵ）４０、及びプロトコル適合／変換モジュール４ ５へ渡される。ＲＦ送受信器５０は次に、待機しているアプリケーション又は装 置への分配に必要とされる帯域幅に依存して１つ以上の遠隔ワイヤレス網ノード ６０，７０，８０へデータを転送する。 エンドユーザアプリケーションは、アプリケーションによって必要とされる帯 域幅の量によってグループ分けされる。音声及び制御アプリケーションは典型的 に安価な低電力送信器を必要とする低帯域幅の多重反射ワイヤレス網７０を使用 する。より高い帯域幅のワイヤレス網８０は、映像及びデータ集約アプリケーシ ョンによって使用されうる。ＰＮＩＵ２０を通じて、ＷＵＢＩＩは、電話網及び ローカルエリアコンピュータ網３５を建物内の任意のＲＦワイヤレス網６０，７ ０，８０へ接続しうる。図３は組合せＰＮＩＵ／ＲＦＡＵユニット１００が建物 の１階に配置される仮定的な建物形状を示す図である。ＰＮＩＵ／ＲＦＡＵユニ ット１００は建物のいずれの場所に配置されてもよいが、図面の便宜上、１階に 配置されるものとした。ＰＮＩＵ／ＲＦＡＵは上述のように外部入力を受信し、 またＲＦＡＵを通じて、外部データを建物全体に配置される内部ワイヤレス網１ １０に亘る所望のアプリケーションへ分配するための共通形式へ変換するよう適 応される。各ワイヤレス網１１０は、建物内のどこかに中央に配置されるＰＮＩ Ｕ／ＲＦＡＵユニット１００によって双方向ワイヤレス通信を行うことが可能で ある。 ＰＮＩＵ２０及びＲＦＡＵ４０は、外部網データをベースバンドディジタルと いった共通形式に適応させる。しばしば入来ＴＤＭストリームをデマルチプレッ クスすることによって、所望のサービス情報を抽出した後、ＲＦＡＵ４０は共通 データ形式を、要求されるデータレートでデータを特定アプリケーションへ伝え る特定ワイヤレス網６０，７０，８０に適した形式へ変換する。サービスを伝え る会社又はネットワークオペレータが所有するプロトコル及び媒体は、中央点、 例えばＰＮＩＵ／ＲＦＡＵにおいて、ＭＰＥＧ，ＢＩＳＤＮ，ＲＳＡ等の開いた 規格にされうる。圧縮音声及び映像を使用する高いデータレートのサービスは、 スペクトル拡散及びＦＤＭＡ／ＣＤＭＡ通信スキームを用いるワイヤレス網８０ を通じて可能とされる。ＲＦＡＵ４０及びＰＮＩＵ２０インタフェース仕様を公 表することにより、他のベンダーはするとＷＵＢＩＩの範囲内で使用されるモジ ュールを提供してもよい。 ＷＵＢＩＩの中へ網接続される各装置は、異なる形式において異なる通信レー トで動作する。従って、ＲＦ送受信器５０（図２）はこれらの必要性を考慮して 設計される。ワイヤレス網６０，７０，８０の仕様が公表されると、任意のベン ダーは通信ノードを設計する、及び／又はノードを使用するアプリケーションを 設計することができ、またＷＵＢＩＩの中の適当なワイヤレス網６０，７０，８ ０に接続することができる。同様に、任意のネットワークオペレータ又は外部情 報プロバイダはＰＮＩＵ２０において建物に接続し、情報を伝えること又は受信 することができる。 ワイヤレスリンク及び統合されたプロトコルを提供することによ り、これらのユニットは相互に通信し、ユーザが顕在的な接続を形成することな く１つのユニットが他のユニットによって制御されることが可能とされうる。こ のスキームによれば、例えばコンピュータと家庭用電気製品との間のデータ交換 が可能である。更に、ＲＦスペクトルの帯域幅を共有することにより、システム 全体が費用効果的となる。通信リンクを有することは、１つの装置の制御パネル を使用することによって他の装置を制御すること、それにより費用を減少する及 び／又は柔軟性を増加することを可能とする。 例として、図３は、電話機１２０、コンピュータ１３０、テレビ受像機１４０ 、ローカルエリア網（ＬＡＮ）１５０、及び建物の照明１６０の全てが１つ以上 のワイヤレス網に接続され、これが続いてＰＮＩＵ／ＲＦＡＵユニット１００に 接続される図を示す。図３は、各装置及び／又はアプリケーションが有線にワイ ヤレス網１１０に接続される図を示すが、必ずしもそうである必要はない。各電 気製品又は装置は１つ以上のワイヤレス網ノード１１０へワイヤレス式に接続さ れうる。 本願において上述されることは、本発明を例示するものであることが理解され よう。当業者によって、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく容易に変更が 成されうる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒュルヤルカー，サミル オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン プロフ・ホルストラーン ６ (72)発明者 ゴーシュ，モニシャ オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン プロフ・ホルストラーン ６ (72)発明者 サティアナラヤナ，スリナゲシュ オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン プロフ・ホルストラーン ６ (72)発明者 メルニク，ジョージ オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン プロフ・ホルストラーン ６ (72)発明者 レタヴィッタ，テオドア オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン プロフ・ホルストラーン ６ (72)発明者 ダスグプタ，アニンダ オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン プロフ・ホルストラーン ６ 【要約の続き】 フェースを使用することによりかかる適合が達成され る。形式及びプロトコル変換が行われうる中央点（ＰＮ ＩＵ／ＲＦＡＵ）を設けることにより、建物情報基盤は 管理可能とされるだけでなく、モジュラー式とされる。 セキュリティ機能及びアクセス制限もまた中央点におい て行われうる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 特定データ形式の複数の網特定入力及び出力を受信及び送信し、該入力は 共通データ形式へ変換され、該出力は該共通データ形式から所望の網特定データ 形式へ変換される、公衆網インタフェースユニットと、 該変換された網特定入力を受信し、１つ以上の無線周波ワイヤレス網へ転送す る無線周波アクセスユニットと、 複数のエンドユーザアプリケーション又はエンドユーザ装置を含む、建物内情 報基盤を与えるシステムであって、 該無線周波ワイヤレス網が該エンドユーザアプリケーション又はエンドユーザ 装置へデータを伝える、又は該エンドユーザアプリケーション又はエンドユーザ 装置が該無線周波ワイヤレス網へデータを伝えるシステム。 ２． 該無線周波アクセスユニットは、 該網特定入力を多重化及びデマルチプレックスする手段と、 データ形式及びプロトコル適応を与え、該多重化及びデマルチプレックスされ た網特定入力を該共通データ形式へ変換する手段と、 夫々が該ワイヤレス網の夫々と通信する複数の無線周波送受信器とを更に有す る、請求項１記載のシステム。 ３． 該網特定入力及び出力は、衛星網と、放送テレビジョン網と、有線テレビ ジョン網と、同軸網と、電話網と、ユーティリティ会社網と、セルラー網と、ワ イヤレス網と、ローカルエリアコンピュータ網と、広域コンピュータ網と、都市 コンピュータ網とを含む、請求項２記載のシステム。 ４． 該無線周波ワイヤレス網は、低帯域幅ワイヤレス網と、多重 反射ワイヤレス網と、高帯域幅ワイヤレス網とを含む、請求項３記載のシステム 。 ５． 上記公衆網インタフェースユニットと、上記無線周波アクセスユニットと 、上記ワイヤレス網とは、アプリケーション及び装置の統合及び開発を許す公表 された仕様を有する、請求項４記載のシステム。 ６． 該共通データ形式はベースバンドディジタルである、請求項５記載のシス テム。 ７． 夫々の外部網の所有データ形式に従って外部網との通信を可能とするよう 夫々の外部網特定インタフェースに設けられる各接続を有し、それにより外部網 が建物内の情報網へ接続するための開いた標準化された中央接続点を与え、更に 共通データ形式を有する出力を与える、ＰＮＩＵの夫々の入力において複数の内 部又は外部網と接続される公衆網インタフェースユニット（ＰＮＩＵ）と、 夫々が１つ以上のデータ受信又は送信装置又はアプリケーションに接続される 複数の建物内ＲＦワイヤレス網と、 ＰＮＩＵに送達されたデータを建物内でデータ受信又は送信装置又はアプリケ ーションへ分配するために複数の建物内ＲＦワイヤレス網のうちの１つへ運ぶた めにＰＮＩＵに接続されるＲＦアクセスユニット（ＲＦＡＵ）とを含む、ワイヤ レスユニバーサル建物情報基盤であって、 上記ＲＦＡＵは、（ｉ）多重化／デマルチプレックス、データ形式及びプロ トコル適応／変換を与える手段と、（ｉｉ）夫々が複数の建物内ＲＦワイヤレス 網の夫々に対して設けられ得る複数のＲＦ送受信器とを含むことを特徴とする、 ワイヤレスユニバーサル建物情報基盤。 ８． 異なるデータ形式及びプロトコルを用いる装置及びアプリケーション間で データを交換する方法であって、 （ａ）外部源から網特定データを受信する段階と、 （ｂ）受信された網特定データを共通データ形式へ変換する段階と、 （ｃ）変換された受信データをワイヤレス送受信器の網を通じてエンドユーザ消 費のためのアプリケーション又は装置へ中継する手段とを含む方法。 ９． （ｄ）該アプリケーション又は装置から、該ワイヤレス送受信器の網を通 じてデータを送信する段階と、 （ｅ）送信されたデータを外部源へ送信するために該共通データ形式から所望の 網特定形式へ変換する段階とを更に有する、請求項８記載の方法。 １０． データ交換の始動は該外部源又は該アプリケーション又は装置のいずれ かから生じうる、請求項９記載の方法。 １１． ＰＮＩＵの夫々の入力における複数の内部又は外部網との接続のための 公衆網インタフェースユニット（ＰＮＩＵ）であって、 各接続は、夫々の外部網の所有データ形式に従って外部網との通信を可能とす るよう夫々の外部網特定インタフェースに設けられ、ＰＮＩＵはそれにより外部 網が建物内の情報網へ接続するための開いた標準化された中央接続点を与え、Ｐ ＮＩＵは更に共通データ形式を有する出力を与える、公衆網インタフェースユニ ット。