JP2002217814A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】最小限の設備とコストにより極めて広範な構内
ＰＨＳ電波網を敷設することができる無線通信システム
を提供する。 【解決手段】一定距離以上離間した複数の領域Ａ，Ｂ，
Ｃにそれぞれ構内ＰＨＳ電波網５，６，８を形成し、こ
れら構内ＰＨＳ電波網同士をＳＳ無線による通信手段
９，１０，１１によって中継することにより、異なる構
内ＰＨＳ電波網間の端末機器による音声およびデータ通
信を可能とする。これにより、新規にケーブルを設置す
る必要が無く、離れた場所でもＰＨＳ内線を安価に設置
することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の個別的な構
内ＰＨＳ電波網をＳＳ無線により中継する無線通信シス
テムに係り、特に簡易な設備で広範な通信網を確保し、
各種設備の監視等に効率良く利用できる無線通信システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル通信技術の発達により、
例えば同一敷地内の工場や同一ビル等の特定領域内での
音声通話、データ通信等の構内通信システムとして、有
線による専用回線網に代り、無線による構内ＰＨＳ電波
網による無線ＬＡＮシステム等の利用が増大している。
この構内ＰＨＳ電波網の利用によれば、ケーブル利用の
有線システムと異なり、複雑な配線工事等が回避でき、
施工容易化等により低コスト化が図れるとともに、デジ
タルコードレス式携帯電話や各種モバイル等の移動端末
機器による利便性を一層効率よく利用できる等の効果が
期待される。

【０００３】ところで、ＰＨＳ電波網においては、使用
される周波数１．９ＧＨｚ帯の無線が出力制限により、
例えば１００ｍ程度の到達距離しか有しないため、専用
通信網としての構内ＰＨＳ電波網は、ある一定範囲内で
しか敷設できない。このため従来一般的に、一定距離以
上離れた複数の地域に形成された構内ＰＨＳ電波網を相
互に接続する必要がある場合には、有線による公衆回線
網を利用したり、公衆回線網のない場所においては各領
域の構内ＰＨＳ電波網をケーブルで接続する有線接続等
を利用している場合が多い。

【０００４】一方、地球エネルギ資源の有効活用の観点
から最近では、山間地域や広大な丘陵地域での電力供給
源として、比較的小規模の水力発電や風力発電等の天然
エネルギ利用の発電所等を多数設置することに期待が寄
せられている。ただし、これらは効率的運用等の観点か
ら無人設備とされる場合が多いと考えられ、設備機器等
に対して故障等の異常が発生した場合には、管理者が設
備近辺に配置していなくても異常情報を知り、異常停
止、回復等の早期対策を図ることが要請される。この要
請に対し、一定範囲の地域をカバーできる構内ＰＨＳ電
波網を敷設することが予想される。

【０００５】この場合、かかる風力・水力等の発電所
や、それらの発生電力を利用する化学プラント等の各種
設備が例えば５〜１０ｋｍ程度離間した配置で複数設置
されることがある。そのような場合には、これらの設備
間を小電力で電波到達距離の小さいＰＨＳ電波網により
連続的に接続することは困難であり、また従来のように
有線の専用回線で接続するには極めて大掛かりなケーブ
ル敷設を行わなければならない。しかも、途中地域の土
地所有等に関連するケーブル敷設上での種々の困難性も
存在する。

【０００６】このような事情は、例えば大形ビニールハ
ウス等の農業施設が配置される大規模農場が一定距離以
上離れて複数存在する場合等において、それらの離間し
た各施設毎に能率的運用のために構内ＰＨＳ電波網によ
る農作業管理、機器間離等をそれぞれ独立に行う場合で
あって、かつそれら複数の領域を一括して管理しようと
する場合にも同様である。さらに、都会地域における複
数のビル毎に構内ＰＨＳ電波網によるＬＡＮシステムを
設け、それらを相互通信可能に接続しようとする場合に
も同様のことが言える。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、離間
した複数の異なる領域に構内ＰＨＳ電波網をそれぞれ形
成する場合であって、それらの各構内ＰＨＳ網を相互に
接続して各領域間での端末機器による音声通話およびデ
ータ通信を行おうとする場合、従来技術のもとでは公衆
回線網の利用、あるいはケーブルを用いた専用回線によ
る接続等の手段しかなく、極めて大掛かりで、かつ複雑
なケーブル敷設を行わなければならず、それにより多大
なコスト負担を要し、また途中地域の土地所有等に関連
する種々の困難性も存在する。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、最小限の設備とコストにより極めて広範な
構内ＰＨＳ電波網を敷設することができる無線通信シス
テム、特にＰＨＳ公衆回線網が未敷設の山間地域や広大
な丘陵地域その他に点在する各種無人設備や複数作業施
設の遠隔管理用等として大きい利便性を発揮することが
できる通信システムを提供することを目的とする。すな
わち、本発明は、新規にケーブルを設置する必要が無
く、離れた場所でもＰＨＳ内線を安価に設置できるよう
にする。そして、例えば監視対象に異常が発生した場合
等においても、管理者等に異常情報を迅速かつ確実に伝
達することができ、より素早い対応を取ることができる
ようにするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明では、一定距離以上離間した複
数の領域にそれぞれ構内ＰＨＳ電波網を形成し、これら
構内ＰＨＳ電波網同士をＳＳ無線による通信手段によっ
て中継することにより、異なる構内ＰＨＳ電波網間の端
末機器による音声およびデータ通信を可能としたことを
特徴とする無線通話システムを提供する。

【００１０】請求項２に係る発明では、請求項１記載の
無線通信システムにおいて、ＳＳ無線による中継用の通
信手段として各領域にそれぞれＳＳ無線基地局を備える
ことを特徴とする無線通信システムを提供する。

【００１１】請求項３に係る発明では、請求項１または
２記載の無線通信システムにおいて、各構内ＰＨＳ電波
網における端末機器を接続するための交換手段は、いず
れか一の領域に備えられていることを特徴とする無線通
信システムを提供する。

【００１２】請求項４に係る発明では、請求項１から３
までのいずれかに記載の無線通信システムにおいて、各
領域は山間部、平野部、水上部もしくは都市部にて離間
配置される発電設備その他の設備、工場、農場もしくは
ビルディングであることを特徴とする無線通信システム
を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る無線通信シス
テムの一実施形態について図面を参照して説明する。本
実施形態は、山間部等に配置される風力発電所設備の遠
隔管理用無線通信システムとして実施するものである。

【００１４】図１は同システムが適用される領域、構内
ＰＨＳ電波網、ＳＳ無線中継等の概略的説明図であり、
図２は中継機器、作用等の説明図である。

【００１５】図１に示すように、本実施形態においては
複数の風力発電所、例えば第１、第２の風力発電所１，
２が山間地に一定以上の距離を隔てて設置されている。
両発電所１，２の離間距離は、後述するＳＳ無線による
通信が可能な範囲、例えば１〜１０ｋｍの範囲となって
いる。各風力発電所１，２は例えば高さ約３０ｍの塔１
ａ，２ａに風車１ｂ，２ｂを設けて発電機を駆動する比
較的小出力のもの（例えば８０〜２５０ｋｗ）であり、
各発電所建屋１ｃ，２ｃの周辺には図示しないが、変電
設備その他の関連設備、またはその利用設備である各種
工場設備等が配設されている。

【００１６】各発電所１，２および関連・利用設備が設
置される領域Ａ，Ｂには、それぞれ５０〜１００ｍ間隔
で設けた複数のＰＨＳ用アンテナ３…による単位電波網
４…が連続的に形成され、これらにより各領域Ａ，Ｂの
全体がカバーできる構内ＰＨＳ電波網５，６が形成され
ている。これらの各構内ＰＨＳ電波網５，６の範囲内に
おいては、携帯電話機または各種モバイル等の端末機器
間での音声通話、データ通信等の高速通信が可能であ
る。つまり、公衆回線網としてのＰＨＳ回線網のない山
間地域等において、それぞれ独自の構内通信網がそれぞ
れ形成されている。これらの通信における使用電力は、
各風力発電所１，２による発生電力によって賄うことが
できる。

【００１７】そして、各領域Ａ，Ｂの発電所設備または
関連・利用設備の監視対象機器、例えば軸受等の摩耗部
をもつ回転機器や疲労可能性のある材料部品、ポンプ設
備、工場等に配設される車両設備やクレーン等の移動
機、その他各種の無人稼動機器等に付属して、それらの
異常を検出する監視手段としての図示しない監視端末が
設けられている。

【００１８】これらの監視端末は、監視対象機器に対応
したプログラム制御機能を有するものであり、例えばシ
ーケンス演算回路および算術演算回路等を備える。監視
端末にはデータ入出力装置が接続可能であり、監視項
目、条件等の制御データの入力によって監視対象機器の
異常監視を継続的に行うことができるようにしてある。
また、監視端末は監視対象となる設備のモニタ情報の作
成機能を備え、モニタ情報を外部に出力することができ
る。

【００１９】そして、これらの監視端末は通信ポートを
有し、この通信ポートに、電子メール生成および送受信
機能を備えた送受信装置が接続されている。なお、画像
情報または音声信号の生成および送受信機能を加えたも
のとして実施することもできる。この送受信装置として
は、例えば携帯電話機を監視端末部に結合して適用され
ているが、携帯電話機と同機能部品の一体化等により構
成することも可能である。

【００２０】一方、発電所１，２から一定距離範囲内、
例えば第２発電所２から１〜１０ｋｍ離れた位置範囲
に、両発電所１，２を管理するための発電所管理設備７
が配置されている。この発電所管理設備７の周辺にも図
示しない関連設備等が配設され、これらの設備等をカバ
ーする一定範囲の領域Ｃにも各風力発電所１，２の領域
Ａ，Ｂと同様に、複数のＰＨＳアンテナ３による構内Ｐ
ＨＳ電波網８が形成され、この領域Ｃ内での音声・デー
タ通信が可能となっている。

【００２１】そして、これらの各領域、すなわち第１の
風力発電所１が設けられた領域（以下、「第１領域Ａ」
という）と、第２の風力発電所２が設けられた領域（以
下、「第２領域Ｂ」という）と、発電所管理設備が設け
られた領域（以下、「管理領域Ｃ」という）には、それ
ぞれＳＳ無線（（Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ（ス
ペクトラム拡散方式）無線）を発受信できるＳＳ無線基
地局９，１０，１１が設けられている。これらのＳＳ無
線基地局９，１０，１１は、ＨＵＢ等の中継機器を備え
た基地局建屋１２，１３，１４およびＳＳ無線用アンテ
ナ１５，１６，１７等によって構成されている。なお、
ＳＳ無線通信に使用される電波は例えば２．４ＧＨｚの
帯域であり、各領域Ａ、Ｂ、Ｃ内の構内ＰＨＳ電波網
５，６，８との間で変換接続により容易に相互通信可能
なものである。

【００２２】そして、第１領域ＡのＳＳ無線基地局９と
第２領域ＢのＳＳ無線基地局１０との間においてはＳＳ
無線用アンテナ１５，１６を介して相互通信が可能とさ
れており（電波Ｓ１）、これにより両領域Ａ，Ｂの構内
ＰＨＳ電波網５，６が中継され、第１領域Ａと第２領域
Ｂの各端末機器間における相互通信が可能となってい
る。

【００２３】また、第２領域ＢのＳＳ無線基地局１０と
管理領域Ｃの無線基地局１１との間においてもＳＳ無線
用アンテナ１６，１７を介して相互通信が可能とされて
おり（電波Ｓ２）、これにより両領域Ｂ，Ｃの構内ＰＨ
Ｓ電波網６，７が中継されるようになっている。したが
って、この中継により、管理領域Ｃの各端末機器は第１
領域Ａおよび第２領域Ｂの各端末機器と接続され、これ
らの全ての構内ピッチ電波網５，６，８間において全て
の端末機器間での音声およびデータの相互通信が可能と
なっている。

【００２４】次に、ＳＳ無線中継局９，１０，１１の構
成および作用の詳細について、図２も使用して説明す
る。

【００２５】すなわち、図２に示すように、第１領域Ａ
および第２領域ＢのＳＳ無線中継局９，１０において
は、中継設備が、それぞれＰＨＳ用アンテナ３と、これ
らＰＨＳ用アンテナ３に接続されたＨＵＢ１８，１９付
きのＳＳ無線発受信用アンテナ１５，１６とを有する構
成となっている。

【００２６】また、管理領域ＣのＳＳ無線中継局１１に
おいては、中継設備が、それぞれＰＨＳ用アンテナ３
と、このＰＨＳ用アンテナ３に接続されたＨＵＢ２０付
きのＳＳ無線発受信用アンテナ１７と、端末機器接続の
ための交換手段２１であるコントロールサーバまたはパ
ソコンを有する構成となっている。すなわち、ＳＳ無線
により中継される各構内ＰＨＳ電波網５，６，８の端末
機器の接続は、ＭＡＣアドレス等の物理アドレスのみで
よく、理論アドレスを必要としないため、本実施形態で
は交換手段２１を一つの領域である管理領域Ｃのみに設
置するだけで足りる。ただし、この構成は一例であり、
交換手段２１は第１領域または第２領域に設置してもよ
いことは勿論である。

【００２７】そして、管理領域Ｃにおいては、各種の監
視手段が適用でき、例えば個人担当者が持つ携帯電話機
２２、図示しないモバイル、または他の各種コンピュー
タ２３が適用できる。携帯電話機２１またはモバイルを
所持した個人担当者は、第１領域Ａ、第２領域Ｂまたは
管理領域Ｃのいずれを問わず、外部のいかなる場所に移
動しても、送受信が可能である。コンピュータ２３は、
一または複数の場所に拠点を置くことができ、例えば管
理領域Ｃの発電所管理設備７等に配置できる。

【００２８】これらの携帯電話機２１または図示しない
モバイルを所持した個人担当者と、コンピュータ２３を
備えた発電所管理設備７の管理者との間でも、相互に連
絡または信号転送等が可能である。

【００２９】以上の構成において、例えば第１または第
２領域Ａ，Ｂの発電所設備または関連設備において何ら
かの不具合、故障等が発生したとする。この場合、それ
らの情報は第１または第２領域Ａ，Ｂの監視対象機器の
監視端末から発信され、構内ＰＨＳ電波網５，６からＳ
Ｓ無線基地局９，１０を通じて管理領域Ｃに中継され
る。そして、管理領域Ｃの構内ＰＨＳ電波網８を介して
管理担当者の携帯電話機２２またはコンピュータ２３等
に、音声情報または画像データ等として送信される。管
理担当者は、携帯電話機２２またはコンピュータ２３等
を通じて監視対象機器に所定の指示情報を発信し、例え
ば稼動機器の停止や、待機機器の代替稼動等、不具合個
所の修復、その他の保守手段の起動等による遠隔操作を
実行させて対処することができる。

【００３０】このように、本実施形態によれば、構内Ｐ
ＨＳ電波網５，６，８をＳＳ無線中継によって、何ｋｍ
も離れた複数の水力発電所１，２の管理が行え、複数領
域の同時監視も可能となる。すなわち、風力発電所１，
２における遠隔監視システムとして、いわば「ＰＨＳ−
ＳＳモード」を活用して現場状況をリアルタイムに把握
し、遠隔地において迅速に対応することができる。

【００３１】そして、本実施形態によれば、ＰＨＳ公衆
回線網の制約を受けることもなく、また土地所有等に係
る困難等も生じることなく、複数箇所の離間エリアにお
ける相互通信による管理業務等の実行が可能となる。な
お、管理対象となる施設が大量である場合には、ＳＳ無
線用のラインをバスとして利用することもできる。

【００３２】また、全て無線通信となることにより、余
分な配線工事が必要なく、本システム採用による設備工
期は短期で済み、かつ経済的にも有利である。なお、本
実施形態では伝送情報として電子メール、あるいは音声
識別信号等の利用により、各種の伝送方式を利用して実
施することが可能である。

【００３３】さらに、本実施形態においては、構内ＰＨ
Ｓ電波網をＳＳ無線によって中継することにより、各Ｐ
ＨＳ電波網のみでは覆いきれない離間した領域間での通
信を可能とした無線通信システムとなる。そして、各設
備から離間した位置で管理者が異常情報の受取り、設備
モニタまたは回復操作等を迅速に行うことができる。

【００３４】なお、本発明は以上の実施形態で説明した
風力発電所への適用に限られるものではない。例えば広
範な牧場や、大規模なビニールハウスを複数設置した農
場等のように、電話会社のケーブルの無い所であって
も、電源確保さえできれば種々の施設に適用することが
できる。これにより、牧場、農場等の経営者等にとって
も、生産性向上等も図れるようになる。また、水力発電
所、広い敷地内に工場が点在する場合、さらには石油化
学コンビナート、製鉄所その他のプラント等、都市部に
おけるビル内ＬＡＮの中継等にも応用することができ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、構内Ｐ
ＨＳ電波網およびＳＳ無線による相互通信を適用して、
最小限の設備とコストにより極めて広範な通信網を敷設
することができる。特に公衆回線網が未敷設の山間地域
や広大な丘陵地域、その他に点在する各種無人設備や複
数作業施設の遠隔管理用等として大きい利便性を発揮す
ることができ、新規にケーブルを設置する必要が無く、
離れた場所でもＰＨＳ内線を安価に設置することができ
る。そして、例えば監視対象に異常が発生した場合等に
おいても、管理者等に異常情報を迅速かつ確実に伝達す
ることができ、より素早い対応を取ることができる等、
種々の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無線通信システムの一実施形態を
示す説明図。

【図２】図１に示したシステムの機能説明図。

【符号の説明】 Ａ 第１領域 Ｂ 第２領域 Ｃ 管理領域 １ 第１の風力発電所 ２ 第２の風力発電所 ３ ＰＨＳ用アンテナ ４ 単位電波網 ５ 構内ＰＨＳ電波網 ６ 構内ＰＨＳ電波網 ７ 発電所管理設備 ８ 構内ＰＨＳ電波網 ９ ＳＳ無線基地局 １０ ＳＳ無線基地局 １１ ＳＳ無線基地局 １２ 基地建屋 １３ 基地建屋 １４ 基地建屋 １５ ＳＳ無線用アンテナ １６ ＳＳ無線用アンテナ １７ ＳＳ無線用アンテナ １８ ＨＵＢ １９ ＨＵＢ ２０ ＨＵＢ ２１ 交換手段 ２２ 携帯電話機 ２３ コンピュータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定距離以上離間した複数の領域にそれ
   ぞれ構内ＰＨＳ電波網を形成し、これら構内ＰＨＳ電波
   網同士をＳＳ無線による通信手段によって中継すること
   により、異なる構内ＰＨＳ電波網間の端末機器による音
   声およびデータ通信を可能としたことを特徴とする無線
   通話システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無線通信システムにおい
   て、ＳＳ無線による中継用の通信手段として各領域にそ
   れぞれＳＳ無線基地局を備えることを特徴とする無線通
   信システム。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の無線通信システ
   ムにおいて、各構内ＰＨＳ電波網における端末機器を接
   続するための交換手段は、いずれか一の領域に備えられ
   ていることを特徴とする無線通信システム。
4. 【請求項４】 請求項１から３までのいずれかに記載の
   無線通信システムにおいて、各領域は山間部、平野部、
   水上部もしくは都市部にて離間配置される発電設備その
   他の設備、工場、農場もしくはビルディングであること
   を特徴とする無線通信システム。